(57)【要約】【課題】ビデオ、音声、ライブラリ、対話型ゲーム、等の対話型情報サービスを提供する。【解決手段】要求された対話型サービスが、対話型デジタルサービスに専用の広帯域伝送網（１２８）の帯域幅の部分により、サービス提供者（２０）から伝送される。ビデオセッション接続（ＶＳＣ）（４０）が、対話型プログラムが顧客へ設けられる時間中、セットトップ端末（３０）とビデオセッション提供者（２０）の間の対話型セッションを開設及び維持するために設けられる。セットトップ端末（３０）とサービス提供者（２０）は、顧客の家庭への伝送媒体の帯域幅内の両方向信号パスを介してビデオセッション接続を確立する。【選択図】図２
2006311605.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
データサービス提供者（ＳＰ）から顧客によって要求されたビデオ、音声及びデータプログラムの少なくとも一つを提供し、要求プログラムを、所定の帯域幅を有する伝送リンクにより該顧客の情報提示装置に関連した顧客のセットトップ端末（ＳＴＴ）へ経路指定し、該ＳＰによる該顧客のＳＴＴへの該要求プログラムの提示中、該要求プログラムへの実時間対話式アクセスを該顧客に提供するための対話型情報サービスシステムにおいて、
該顧客の情報提示装置を介した該要求プログラムの提示のために、該要求プログラムを該顧客のＳＴＴへ提供するための、該ＳＰから該顧客のＳＴＴを含む複数のＳＴＴへの、該伝送リンクを含む単向通信パスと、
該顧客の情報提示装置への該要求プログラムの提示中、該顧客のＳＴＴと該ＳＰとの間でデータ及び提示制御コマンドを通信するための該顧客のＳＴＴと接続管理コンピュータ（ＣＭＣ）との間および該ＣＭＣと該ＳＰとの間の、該伝送リンクを含む双方向通信パスとを具備し、
該提示制御コマンドは、実時間で、該情報提示装置における該要求プログラムの提示を起動及び制御し、
該双方向通信パスは、
該データ及び提示制御コマンドを通信するための、該顧客のＳＴＴから該ＳＰへの通信パスと、
該データ及び提示制御コマンドを通信するための、該顧客のＳＰと該ＣＭＣとの間の通信パスと、
該ＳＰから該複数のＳＴＴへの該単向通信パスの一部を含む、該ＣＭＣから該顧客のＳＴＴへの通信パスであって、該ＳＰから該複数のＳＴＴへの該単向通信パスを介して該要求プログラムの提示中、該ＣＭＣから該ＳＴＴへ該データ及び提示制御コマンドを通信するための通信パスと
を具備する、対話型情報サービスシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビデオ、音声、ライブラリ、対話型ゲーム、等の対話型情報サービスを提供するための制御システムに関する。特定ビデオ応用としては、「ムービーオンデマンド」、オンラインデータ検索、及びホームショッピングがある。発明による情報サービスはすべて、サービス提供者又は別の使用者と顧客のセットトップ端末の間のネットワークによる対話接続の使用を必要とする。さらに詳細には、発明は、顧客のセットトップ端末とサービス提供者又は他の使用者の間のネットワークによる情報セッション接続を確立し、対話型情報サービスを顧客に提供するために必要な双方向ネットワーク通信を管理するための制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタル信号処理技術における最近の発展と、特に、デジタル圧縮技術の進歩は、現電話及び同軸ケーブル線を介して顧客の家庭に新デジタルサービスを提供するために過多な提案につながった。例えば、デジタルビデオを圧縮し、圧縮デジタルビデオを従来の同軸ＣＡＴＶケーブルにより伝送し、顧客のセットトップ端末においてビデオを減圧することにより、数百のＣＡＴＶチャンネルを顧客に提供することが提案された。この技術の別の提案応用は、「ムービーオンデマンド」ビデオシステムであり、この場合、顧客は、ビデオライブラリから特定ビデオプログラムを要求するために、電話線を介して、ビデオサービス提供者と直接に通信し、要求されたビデオプログラムは、すぐに視聴するために、電話線又は同軸ＣＡＴＶケーブルを介して、発呼者の家庭に経路選択される。
【０００３】
例えば、この形式の対話型テレビジョンシステムは、米国特許第５，０１４，１２５号においてＰｏｃｏｃｋ他によって記載されたが、二方向電話接続を使用して、いろいろなビデオプログラムを選択し、そのようなビデオプログラムの音声部分を中央地点から視聴者に送信するために、視聴者から中央コントローラにコマンド信号を送信する。いったん接続が確立されたならば、視聴者を中央地点に接続する伝送パスが、識別され、そのＩＤが、視聴者のセットトップ端末から中央コントローラに送信される。この時、この伝送パスは、視聴者の端末へのビデオプログラミングの伝送を制御するために使用され、プログラミングは、格納され、視聴者のテレビジョンへ再伝送される。いったんビデオプログラムの伝送が開始すると、アドレス及びコマンドデータが、ビデオフレームの垂直帰線消去期間においてビデオサービス提供者から視聴者のセットトップ端末へ送信される。しかし、不幸にも、Ｐｏｃｏｃｋ他によって記載されたシステムは、セットトップ端末から中央コントローラへコマンドを伝送するために電話線の使用を必要とし、こうして、コマンドの伝送のために、電話会社の制御下で、電話標準及びプロトコルの使用を必要とする。さらに、Ｐｏｃｏｃｋ他のシステムは、単に、視聴者が特定ビデオプログラムを要求するという意味において対話型である。視聴者は、プログラムが視聴者のビデオカセットレコーダー（ＶＣＲ）を介して局所的に制御される時の如く、再生、休止、高速転送等のコマンドを使用して、伝送中ビデオプログラムと対話する。
【０００４】
本出願と同一譲受人に譲渡されたＢｅｙｅｒｓ、ＩＩ他への米国特許第５，２３５，６１９号において、ＣＡＴＶ加入者からヘッドエンド制御位置への上流伝送のために確保されたテレビジョン帯域幅チャンネル内に搬送周波数を有する複数の選択可能なデータチャンネルによりデータを伝送するＲＦリターン方法が、記載される。ここで記載された如く、上流伝送レベルが、周期的ベースで自動的に確立され、伝送回数が、少なくとも一回がランダムに選択される。これらのリターンパスチャンネルは、ビデオ会議、電力計読取り、警報サービス、加入者ポーリング及び投票、加入者視聴統計収集、ホームショッピング、及びインパルス有料視聴サービスに対して使用される。しかし、現在、そのようなＲＦリターンパスは、周期的ベースにおいて送信される課金情報等に対して使用され、コマンドとデータが実時間で前後に流れるＣＡＴＶ加入者と情報提供者（又は別のＣＡＴＶ加入者）の間の完全な対話型情報セッション接続を提供するために適合されなかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
多くの人達は、顧客が、大きな音声、ビデオ又はデータライブラリに選択的にアクセスし、ビデオプログラムが視聴者のＶＣＲを使用して再生される時の如く、実時間ベースにおいて選択情報の提示を制御し、あるいは対話型ビデオゲーム、長距離学習等の場合の如く、一人の顧客が、別の顧客と対話する真の対話型システムが、人々が情報を取得し、歓待を受ける方法を革新すると信じている。不幸にも、本発明の前に、実時間ベースにおいてプログラムの提示を通じて視聴者からのコマンドを受け取る「ムービーオンデマンド」又は他の「対話型」情報サービスを実現させる通信システム及びプロトコルは、確立されていない。これに反して、Ｂｅｙｅｒｓ，ＩＩ他によって記載されたものの如く先行技術のシステムは、選択サービスの提示に対話式に影響しない顧客ポーリングシステム、課金システム等のシステムに限定された。
【０００６】
現在まで、電話会社は、デジタル情報を顧客へ経路選択するために、ＩＳＤＮデジタル交換網の使用を促進してきた。不幸にも、電話線は、例えば、デジタルビデオの伝送のために所望の帯域幅を有さないツイストペアとして家庭に入る。他方、ケーブルテレビジョン会社は、デジタルビデオデータと他の情報を視聴者に提供するための現広帯域同軸ケーブルの使用を促進した。不幸にも、ＣＡＴＶシステムは、ユニークなプログラミングを各視聴者に経路選択するために必要な交換機構を欠く。事実、対話型情報システムの実現に対する最大の障害は、ケーブルテレビジョンと電話産業の間の協同と、Ｆｅｄｅｒａｌ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ（ＦＣＣ）によって承認された共通伝送標準及びプロトコルに関する取決めの欠如であるように思える。出願者はまた、顧客が要求されたプログラミングの伝送を通じて情報サービス提供者と連続的に通信することができる真の対話型デジタル網を実現するために、なんらかのグループによる具体的な提案についてなにも知らない。
【０００７】
こうして、対話型情報サービスシステムに対して膨大な市場潜在性があるが、技術におけるものとともに、ＦＣＣに受け入れられる従来の通信プロトコルを使用する顧客の必要物と要求条件を満たす対話型情報サービスシステムを提供するための先導はなされていない。こうして、ケーブル及び電話伝送システムの最良の特性を組み合わせる対話型情報サービスシステムを開発し、家庭にデジタル革新を持ち込む独立な対話型情報サービスシステムへそのような特性を取り入れることが、望まれる。また、そのようなシステムが、ホームビデオカセットレコーダーの簡便性により、ネットワークにより大きなライブラリにアクセスする無限のプログラミング柔軟性を提供することが望ましい。本発明は、これらの必要性を満たすように設計された。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
技術における上記の必要性は、本発明により、電話網及びプロトコルと独立に動作し、標準ネットワークバスと同様な信号要求条件により動作する対話型情報サービスシステムを提供することにより満たされた。発明の対話型情報サービスシステムは、好ましくは、新サービスとして設置されるスタンドアロンシステムとして実現される。しかし、発明の対話型情報サービス網はまた、例えば、発明の対話型情報サービスを伝送するために必要な付加帯域幅に対するファイバーオプティックケーブルを含むように修正された、従来の広帯域ケーブルテレビジョンシステムへ接続される。
【０００９】
発明の対話型情報サービス（ＩＩＳ）システムは、所定のフォーマットにおける制御メッセージを音声及びビデオサービス間のＦＣＣ命令サービス境界間で交換させる情報セッション接続を、顧客のセットトップ端末（ＳＴＴ）とサービス提供者（ＳＰ）との間に確立及び維持する。発明のこの見地は、ビデオサービスの文脈において、情報セッション接続又は「ビデオセッション接続」（ＶＳＣ）を提供するとしてここで参照される。発明のＩＩＳシステムは、顧客のＳＴＴが、制御システムメッセージの使用によりＳＰからのサービスを要求し、ＳＰが、ＳＴＴに接続された広帯域伝送網の帯域幅の部分で要求サービスを伝送することを可能にする。発明はまた、高速転送、巻戻し、休止、順方向走査、逆方向走査、及び他のハイパーメディア航法コマンド等の、航法コマンドが、顧客の家庭への電話接続の使用なしに、ＳＴＴからＳＰへ伝送される如く、要求対話型情報サービスの伝送を通してこの通信接続を維持する。
【００１０】
発明により、ＳＰは、ＵＮＩＳＯＮ−１定義を使用して、伝達機構を通してデジタル網へ対話型情報サービスを提供する。この時、対話型情報サービスは、適切な広帯域チャンネルへ経路選択され、要求する顧客のＳＴＴへ伝送される。ここで記載された如く、ＵＮＩＳＯＮ−１は、標準ＳＯＮＥＴ伝達機構の後にモデル化された単向同期光ネットワーク（ＵＮＩ−ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ，Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）インターフェースであるが、標準は、ＭＰＥＧ−２システム伝達パケットと、現在のＭＰＥＧ−２プロトコルにより圧縮及び結合されたデータを搬送する非同期転送モード（ＡＴＭ）セルの如く、単向非同期パケットデータの伝送を容易にするように修正された。ヘッドエンドにおいて、ＭＰＥＧ−２データは、要求する顧客への伝送のために、８ＭＨｚチャンネルにおける６４−ＱＡＭデータへ変換される。顧客のＳＴＴにおいて、情報サービスデータは、減圧及び復号され、表示のために顧客のテレビジョンの適切なチャンネルへ写像される。
【００１１】
発明により、情報セッション接続が、ＳＴＴとＳＰの間に確立され、逆方向信号パスを通して通信を可能にする。このパスにより、ＳＴＴは、サービスを要求し、実時間ベースにおいて対話式に選択サービスを制御することができる。逆方向信号パスは、好ましくは、顧客の家庭に入る伝送媒体の帯域内に設けられる。好ましくは、逆方向信号パスは、幾つかのＳＴＴによって共用され、各ＳＴＴは、好ましくは、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）と、データ衝突を防止するためにスロット化ＡＬＯＨＡ技術を使用して、双方向通信パスにアクセスする。この時、双方向通信パスにおけるデータは、ＱＰＳＫ復調され、イーサネット（登録商標）を介して直接に、又はヘッドエンドにおける接続管理コンピュータ（ＣＭＣ）又は他の中央情報点を介して、ＳＰへ送信される。同様に、ＳＰは、イーサネット（登録商標）を介してヘッドエンド又は他の中央情報点へデータを送信することにより、双方向パスで信号を送信し、この場合、データは、ＱＰＳＫ変調され、適切なアドレスを有するＳＴＴへ送信される。
【００１２】
ここで記載されたサービスの形式に対する一つの応用は、ＳＴＴが映画をＳＰから伝送要求する「ムービーオンデマンド」サービスの領域である。この時、映画が伝送されている間、ＳＴＴは、現双方向接続により、再生、休止、高速転送、順方向走査、逆方向走査等のコマンドをＳＰに送信するための、発明による能力を有する。他の応用としては、オンラインデータ検索サービス、家庭サービスにおけるショッピング、対話型ビデオゲーム（この場合、ＳＰはネットワークの別のメンバーによって置き換えられる）、長距離学習、ケーブル博物館、及び対話型接続の使用を通して改良された他のサービスがある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
発明の上記及び他の目的及び利点は、添付の図面に関連して取られた発明の現在好ましい例示の実施態様の次の詳細な説明からさらに明らかになり、さらに容易に認識されるであろう。
【００１４】
発明の好ましい実施態様が、第１〜１４図を参照して、以下に記載される。技術における当業者には、図面に関してここで与えられた説明が、単に例示の目的であり、発明の範囲を決して限定するものではないことがわかるであろう。例えば、使用帯域幅及び周波数は、単に、現在好ましいものであり、発明を限定するものではない。発明の範囲に関するすべての質問は、添付のクレイムを参照することにより解決される。
【００１５】
Ａ．システム概要
第１図は、発明によるデジタル情報分布システム１０の構成要素のブロック図である。第２図に関して以下にさらに詳細に記載される如く、デジタル情報分布システム１０は、サービス提供者（ＳＰ）２０から圧縮デジタルビデオデータの如くデータが、顧客への提示のために、広帯域伝送網で、顧客のセットトップ端末（ＳＴＴ）３０へ伝送される機構を設ける。例えば、ビデオサービスの場合に、受信情報は、顧客のテレビジョンにおいて表示される。発明により、双方向通信パスがまた、接続管理コンピュータ（ＣＭＣ）４０によって、ＳＰ２０とＳＴＴ３０の間に確立及び維持される。発明のシステムのこの部分は、ＳＰ２０とＳＴＴ３０の間の要求情報サービスデータの通信を可能にする情報セッション接続と呼ばれる。また、第１図において示された如く、デマルチプレクサー／変調器５０が、ＣＭＣ４０の制御下で、圧縮された広帯域デジタル情報サービスデータを複数の６ＭＨｚテレビジョンチャンネルに変換するために設けられ、顧客のＳＴＴ３０を介して、顧客のテレビジョンへ提供する。
【００１６】
第１図に示された如く、発明のデジタル情報分布システム１０は、レベル１サービス（Ｌ１）とレベル２サービス（Ｌ２）に分割される。レベル１サービスは、好ましい実施態様において、情報セッション接続又は「ビデオセッション接続」（ＶＳＣ）を提供し、ＳＴＴ３０とＳＰ２０の間の対話型通信セッションを開設及び維持するために責任を負うシステムの部分である。レベル１サービスは、Ｆｅｄｅｒａｌ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ（ＦＣＣ）によって規制される。他方、レベル２サービスは、ＳＰ２０から網のＬ１部分へ要求サービスを設け、網の使用者端（ＳＴＴ３０）においてサービスを終了させるために責任を負うシステムの部分である。レベル２サービスは、高度サービス提供者としてＦＣＣによって定義され、ＦＣＣによって規制されない。こうして、本発明は、レベル１及びレベル２サービスの組み合わせを使用し、レベル１及びレベル２サービスの間の複数のインターフェースを必要とする。
【００１７】
特に、本発明は、５２５ラインＮＴＳＣカラー又は単色ビデオ信号、関連音声信号、関連同期信号、及びＳＰ２０とＳＴＴ３０の間の関連信号印加のデジタル化表現を搬送するために４つの情報サービスチャンネルを使用する。第１図において示された如く、ヘッドエンド（Ｌ１）におけるＳＰ２０（Ｌ２）とデマルチプレクサー／変調器５０の間のインターフェースは、好ましくは、圧縮デジタルビデオ及び音声データと、ＳＰ２０からデマルチプレクサー／変調器５０への他のデジタルサービス情報を含む映画エクスパートグループ（ＭＰＥＧ−２）システム伝達パケットを転送するために使用される１５５．５２０Ｍｂｐｓ光信号インターフェースであるＵＮＩＳＯＮ−１インターフェースである。ヘッドエンド（Ｌ１）におけるデマルチプレクサー／変調器５０とＳＴＴ（Ｌ２）の間のインターフェースは、好ましくは、ＭＰＥＧ−２システム伝達パケットをＳＴＴ３０に伝達するために、Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ  Ａｔｌａｎｔａのマルチレート伝達機構（ＭＲＴ）を使用する６４直交振幅変調（６４−ＱＡＭ）である。ヘッドエンド（Ｌ１）における顧客のＳＴＴ３０（Ｌ２）とＣＭＣ４０の間の第３インターフェースは、好ましくは、差動符号化オフセット４相シフトキーイング（Ｏ−ＱＰＳＫ）変調を使用する順方向及び逆方向パス信号インターフェースである。最後に、ＣＭＣ４０（Ｌ１）とＳＰ２０（Ｌ２）の間のインターフェースは、好ましくは、イーサネット（登録商標）（ＩＥＥＥ８０２．３）を使用する順方向及び逆方向パス信号イーサネット（登録商標）である。これらのイーサネット（登録商標）は、以下に詳細に記載される。
【００１８】
接続管理コンピュータ（ＣＭＣ）４０は、ＳＴＴ３０とＳＰ２０の間のセッションを管理する。ＣＭＣ４０は、デマルチプレクサー／変調器５０を供与し、ＳＴＴ３０を供与し、ＱＰＳＫ復調器１２０、１２２（第２図）を供与し、ＱＰＳＫ変調器１２４（第２図）を供与し、適切な時に、デジタル網１２８（第２図）に経路選択情報を設け、ＳＴＴ３０とＳＰ２０の間の情報セッション管理のために責任を負う。以下にさらに十分に記載される如く、ＳＴＴ３０又はＳＰ２０のいずれかは、情報サービスのための要求をＣＭＣ４０に送信する。ＣＭＣ４０は、要求サービスを伝達するために利用可能な資源があるか判定し、あるならば、ＳＰ２０からＳＴＴ３０へのサービス接続を確立する。それから、ＣＭＣ４０は、サービス情報をＳＴＴ３０とＳＰ２０の両方に送信し、それらを網に接続させ、要求された対話型情報サービスを開始させる。サービスレベルＬ１とＬ２の間のメッセージ流れはまた、以下にさらに十分に記載される。
【００１９】
Ｂ．デジタル情報分布システム１０
発明によるデジタル情報分布システム１０の好ましい実施態様が、第２図に関して記載される。それから、それぞれのインターフェースが、詳細に記載される。最後に、サンプルシステムコマンドメッセージとサンプルセッションが、発明のシステムの動作をより良く示すために記載される。
【００２０】
第２図は、発明のデジタル情報分布システム１０を示し、サービス提供者（ＳＰ）２０は、要求された情報サービスを顧客の家庭１００に供給する。図示された如く、セットトップ端末（ＳＴＴ）３０は、発明のデジタル情報分布システム１０を介してＳＰ２０と通信するために顧客の家庭１００内に設けられる。ＳＴＴ３０は、好ましくは、データ処理能力と、顧客のテレビジョン又は他の情報提示装置への受信データの提示を制御するための局所記憶装置を有する。
【００２１】
図示された如く、本発明のデジタル情報分布システム１０は、従来の同軸又は光回線により顧客のテレビジョンに付随したケーブル箱１０２にＣＡＴＶ信号を設ける従来のＣＡＴＶシステムとは完全に異なる。例えば、発明の一つの実現において、従来のＣＡＴＶシステムは、伝送媒体により大きな帯域幅を設け、通信ハードウェアをグレードアップすることにより、伝統的なケーブルテレビジョン割り込みのほかに、発明の対話型情報サービスシステム１０を組み込むために修正される。他方、発明のシステムは、現存するケーブルテレビジョンシステムから完全に独立であり、現存するＣＡＴＶシステムと競合して設けられる。後者の場合に、ＳＴＴ３０とデジタル情報分布システム１０の残部は、ケーブル箱１０２を介して設けられた従来のＣＡＴＶ割り込みに加えて、顧客に設けられる。
【００２２】
第２図に示された如く、幾つかのＳＴＴ３０は、複数の広帯域増幅器１０４へ共通双方向通信リンク１０３により接続される。好ましくは、各通信リンク１０３は、５００個以上のＳＴＴ３０を取り扱う。換言すれば、各通信リンク１０３は、発明のデジタル情報分布システム１０へ少なくとも５００人の局所的な顧客を接続する。こうして、第２図において例として示されたシステムは、少なくとも２０００人の顧客をサポートし、付設ハードウェアを設けることにより容易に拡張される。
【００２３】
増幅器１０４はまた、光ループ網１０８からの光信号を受信する光電気（Ｏ／Ｅ）コンバータ１０６によって設けられたアナログサービス情報信号を受信する。光ループ網１０８は、ヘッドエンド１１２において設けられた電気光（Ｅ／Ｏ）コンバータ１１０から光信号を受信する。光ループ網１０８は、こうして、ヘッドエンド１１２から顧客のＳＴＴ３０の近接にサービス情報信号を設けるために機能する。現在、同軸ケーブル１０３は、顧客の家庭への最終距離まで、サービス情報信号を搬送する。しかし、すぐに、この目的のために光ファイバーを使用することは、費用効果がある。もちろん、ヘッドエンド１１２とＳＴＴ３０の間の光ループ網１０８は、厳密には必要とされない。十分な広帯域伝送特性を有する同軸システムもまた、発明により使用される。しかし、光ループ網１０８が、現在好ましい。
【００２４】
いったんＳＴＴ３０のアドレスが、ＣＭＣ４０（Ｄ節参照）によって知られ、ＳＴＴ３０が、第４図に関して以下にさらに詳細に記載される如く、ＳＰ２０への情報セッション接続を確立したならば、ＳＴＴ３０は、ＴＤＭＡ上流アプリケーション信号リンクによりＳＰ２０と通信する。システム負荷に応じて、一つを超えるＴＤＭＡデータストリームがある。ＣＭＣ４０は、これらのＴＤＭＡデータストリームを追跡し、広帯域スペクトルにおいてどこで、ＴＤＭＡチャンネルに対して同調させるかをＳＴＴ３０に命令し、第４図に関して以下に記載される技術により、そのデータストリームにおいてタイムスロットの分配をＳＴＴ３０に割り当てる。
【００２５】
上記の双方向通信リンク１０３は、ＳＰ２０がビデオサービス提供者である、本発明の好ましい実施態様による「ビデオセッション接続」（ＶＳＣ）を設けるために使用された、ＳＰ２０とＳＴＴ３０の間の双方向通信パスの一部である。もちろん、ＳＰ２０は、音声、テキスト、対話型ビデオゲーム等の他の形式のデジタルサービスも設ける。示された如く、ＳＴＴ３０からＳＰ２０への上流アプリケーション信号リンクは、（光ループ網１０８における光ファイバーである）光ファィバー１１６により、ヘッドエンド１１２における光電気（Ｏ／Ｅ）コンバータ１１８へ伝送される光信号へＳＴＴ３０からの信号を変換するための電気光（Ｅ／Ｏ）コンバータ１１４を含む。好ましい実施態様において、逆方向信号パスは、５ＭＨｚ〜３０ＭＨｚのスペクトルにおいて、１．５４４ＭＨｚを占有する。この信号は、イーサネット（登録商標）を介してＣＭＣへの通信のためのＱＰＳＫ復調器１２０、又はイーサネット（登録商標）を介してＳＰ２０への通信によるパスのための一つ以上のＱＰＳＫ復調器１２２へ設けられる。技術における当業者により認められる如く、付設ＱＰＳＫ復調器１２２が、ＳＴＴ３０とＳＰ２０の間の通信チャンネルの帯域幅を増大させるために、逆方向信号パスにおいて使用される。例えば、３０ＭＨｚ帯域幅の逆方向信号パスが望まれるならば、約１．５４４ＭＨｚの帯域幅を有する１９又は２０個の復調器１２２が、各々、設けられる。
【００２６】
同様に第２図において示された如く、ＳＰ２０とＳＴＴ３０の間の順方向信号パスは、帯域幅伝送システムの利用チャンネルの一つ以上を介して、ＱＰＳＫ変調器１２４へイーサネット（登録商標）におけるＣＭＣ４０を介して設けられる。例えば、順方向パス電気信号のための周波数範囲は、１０８ＭＨｚ〜１１４ＭＨｚである。ＱＰＳＫ変調器１２４によって出力された順方向パス電気信号は、デマルチプレクサー／変調器５０によって６ＭＨｚチャンネルヘ変調された６４ＱＡＭビデオ信号とともに、ＲＦコンバイナー１２６へ設けられる。それから、合成信号は、上記の如く、Ｅ／Ｏ１１０によって光信号へ変換され、光ループ網１０８を介してＳＴＴ３０へ伝送される。
【００２７】
ヘッドエンド１１２は、デジタル網１２８を介してＳＰ２０と通信する。このデジタル網１２８は、要求ＳＴＴ３０へのデジタル情報サービスの提供を制御する要求データを、ＳＰ２０からヘッドエンド１１２に経路選択する。第６〜８図に関して以下にさらに詳細に記載される如く、デジタル網１２８を介して設けられたデジタルデータは、ＵＮＩＳＯＮ−１定義によりフォーマットされ、ＭＰＥＧ−２システム伝達パケットにおいて１５５．５２０Ｍｂｐｓのビデオ、音声とデータをヘッドエンド１１２に設ける。
【００２８】
最後に、ＳＰ２０は、イーサネット（登録商標）を介してＣＭＣ４０及び／又はＳＴＴ３０から受信されたメッセージを解釈し、ビデオプログラム又は他のデータライブラリ（不図示）におけるデータのアクセスを制御するルーターゲートウェイ１３０を含む。セッション制御ブロック１３２は、顧客によって要求されたプログラムに対する課金情報等を追跡する。セッション制御１３２が、顧客の信用が良いことを確定するならば、顧客は、ファイルサーバー１３４を介して圧縮プログラムデータライブラリへのアクセスを許される。もちろん、幾つかのファイルサーバー１３４は、一つ以上のＳＰ２０の一つ以上のプログラムデータライブラリをアクセスするために設けられる。チャンネルバンク制御ブロック１３６は、チャンネルバンク／マルチプレクサー１３８へファイルサーバー１３４によって設けられたデジタル情報を含むＭＰＥＧ−２システム伝達パケットへプログラムＩＤ及び同等物を付加するために、ルーターゲートウェイブロック１３０に応答する。チャンネルバンク／マルチプレクサー１３８は、ＭＰＥＧ−２システム伝達パケットフォーマットを使用して、一つ以上のプログラムデータライブラリからのＭＰＥＧ−２システム伝達パケットを組み合わせ、さらに、このデータをＵＮＩＳＯＮ−１  ＳＴＳ−３ｃフレームへフォーマットし、要求ＳＴＴ３０のヘッドエンド１１２へデジタル網１２８により伝送する。チャンネルバンク／マルチプレクサー１３８はまた、ＭＰＥＧ−２システム伝達パケットを時間調整し、パケットをタイムスタンプし、必要に応じて、デジタル網１２８における伝送における遅延を調整する。好ましくは、チャンネルバンク／マルチプレクサー１３８はまた、データが確実に伝送され、公知の技術により顧客のＳＴＴ３０において復号される如く、暗号化機構を設ける。
【００２９】
好ましい実施態様において、第２図に示されたデジタル情報分布システム１０は、少なくとも６５０ＭＨｚの同軸容量を有する同軸ケーブルを介して、顧客の家庭１００へ接続される。上記の如く、そのようなシステムの実現は、ローカルケーブルテレビジョン会社により開示された対話型サービスの提供のための同軸ケーブルを含む、従来のＣＡＴＶハードウェアのグレードアップを必要とし、あるいは他方で、発明のシステムは、ローカルケーブルテレビジョン会社によって提供されたものとは別個のシステムとして設けられる。
【００３０】
第３図に示された如く、６５０ＭＨｚ同軸ケーブルが、従来のアナログビデオサービスと、発明による情報セッション接続（ＩＳＣ）を設けるための順方向及び逆方向信号パスを含む、対話型デジタル情報サービスを収容するように割付られる。図示の構成において、最高３０ＭＨｚの帯域幅が、ここで記載されたＴＤＭＡ及び／又はスロットＡＬＯＨＡ及びＱＰＳＫ復調（１．５４４ＭＨｚ信号チャンネル）技術を使用して、ＳＴＴ３０からＳＰ２０へのＴＤＭＡ逆方向パス信号に対して分配される。しかし、５ＭＨｚ〜３０ＭＨｚの帯域幅は、好ましくは、ベースバンドＣＴＢとＣＳＯ雑音を回避するために使用される。それから、保護周波数帯が、約３０ＭＨｚ〜５０Ｍｈｚを分配され、逆方向パス（０−３０ＭＨｚ）と順方向パス（５０−６５０ＭＨｚ）の２次及び３次成分の間のクロストークを最小にする。図示の実施態様において、５０ＭＨｚ〜５５０ＭＨｚ帯域は、ＳＰ２０からＳＴＴ３０へ設けられた従来のアナログビデオに対して分配される。図示の実施態様において、従来のケーブルレディーチャンネルが、この帯域において伝送されるが、従来のケーブルレディーチャンネルは、一つの伝送媒体で送信され、対話型情報は、分離伝送媒体で設けられても良い。別の構成において、ＭＰＥＧ−２データ圧縮技術が、この帯域において６５０デジタルプログラム（８プログラム／チャンネルを有する８３６ＭＨｚチャンネル）を伝送するために使用される。これらのデジタルプログラムは、発明による放送サービス又は対話型プログラムである。上記の如く、ヘッドエンド１１２からＳＴＴ３０への順方向パス信号は、５０ＭＨｚ〜５５０ＭＨｚ（例えば、１０８〜１１４ＭＨｚ）における利用チャンネルの一つにおいて設けられる。最後に、５５０ＭＨｚ〜６５０ＭＨｚ帯域が、発明による対話型デジタル情報伝送に対する後者の構成において使用される。こうして、約１６個の６ＭＨｚチャンネルが、対話型デジタル情報プログラム配布のために分配される。８つのビデオプログラムが圧縮され、ＭＰＥＧ−２システム伝達パケットを使用して、６ＭＨｚチャンネルで伝送される時、１００ＭＨｚの帯域幅当たりの約１２８個の分離対話型デジタルプログラムが、発明により伝送される。
【００３１】
もちろん、異なる周波数分配が、ここで開示された技術により使用される。しかし、逆方向信号パスが、クロストークを防止するために、保護周波数帯によって順方向パスから分離されることは重要である。また、発明により使用されたチャンネル数は、顧客の家庭への伝送媒体の帯域幅に従属するために、顧客の家庭への接続は、発明のデジタル情報分布システム１０において使用された帯域幅を収容するために十分であることが望ましい。
【００３２】
次に、Ｌ１及びＬ２サービスの間のインターフェースの各々が、記載される。
【００３３】
Ｃ．通信インターフェース
１．ＳＴＴ対ＳＰ逆方向パス信号インターフェース
上記の如く、双方向信号パスが、発明により、ＳＰ２０とＳＴＴ３０の間に設けられる。この節は、ＳＴＴ３０（Ｌ２）とヘッドエンド１１２（Ｌ１）の間のインターフェースを記載する。上記の如く、ヘッドエンド１１２とＳＰ２０の間の順方向及び逆方向パス信号は、公知のイーサネット（登録商標）プロトコル（ＩＥＥＥ８０２．３）を使用し、ここでは詳細には記載されない。
【００３４】
技術における当業者には、信号パスインターフェースに対して記載された通信技術は、通過帯域アーキテクチャーに共通であり、ベースバンドアーキテクチャーと異なり、一つの共用媒体での種々の形式の変調スキーム、競合技術及び伝達プロトコルを組み合わせるために変調ＲＦ搬送波を利用する。この目的のために、順方向及び逆方向パス信号が使用される。伝統的な通過帯域アーキテクチャーにおいて、ＲＦスペクトルが、２つの分離した異なる指向性通信パスに分割される。逆方向パスは、共用網における顧客からヘッドエンド１１２の如く集中制御領域への通信のために確保されたスペクトルであるが、順方向パスは、ヘッドエンド１１２から複数の顧客への網による通信のために確保されたスペクトルである。発明により、２つの通信経路は、好ましくは、干渉を除去するために、通信が行われない保護周波数帯によって分離される。
【００３５】
付加的な方法論が、発明の信号網を機能させるために必要とされる。例えば、逆方向パス信号は、同一逆方向パスへ接続されたＳＴＴ３０の間の競合を防止するために、スロットＡＬＯＨＡ及び時分割多元接続（ＴＤＭＡ）技術を含む。メッセージセルが使用され、そして順方向及び逆方向パス通信において１．５４４Ｍｂｐｓフレーム化を使用する、差動符号化されたオフセット４相シフトキーイング（Ｏ−ＱＰＳＫ）技術もまた、使用される。
【００３６】
ａ．スロットＡＬＯＨＡ信号方式
スロットＡＬＯＨＡ信号方式は、信号リンク１０３へアクセスする異なるＳＴＴ３０の間の競合を管理するために、発明により使用される。特に、スロットＡＬＯＨＡは、信号リンクへの初期アクセスが要求される時、ＳＴＴ３０に対して即時チャンネル分配を設けることにより、顧客のＳＴＴ３０とヘッドエンド１１２の間のシグナリングのために使用される。スロットＡＬＯＨＡ技術は、信号チャンネルへ等しいアクセスを有する複数の顧客に対して使用される。同時伝送が発生することがありうるために、スロットＡＬＯＨＡ技術は、同時伝送が発生する時、信号スループットの導出を設ける。
【００３７】
ＳＴＴ３０とヘッドエンド１１２に対する信号チャンネルは、伝送のためのアナログ搬送波を使用する。以下でさらに詳細に記載される如く、２つの信号チャンネルが、そのような機能を設けるためにここで記載されるが、技術における当業者は、付加チャンネルが、頻繁なメッセージパケット衝突を生ずる高呼率を収容するために付設されることを認めるであろう。ＳＴＴ３０は、そのような衝突を避けるために、各パケット伝送のための分配信号チャンネルの一つをランダムに選択する。
【００３８】
発明により、各ＳＴＴ３０の伝送開始時間を、共通クロット源へ同期させるタイムスロット技術が、使用される。メッセージパケットが伝送中重ならないために、開始時間の同期化は、信号チャンネルのメッセージスループットを増大させる。順次の開始時間の間の期間は、第４図において示された如く、タイムスロットとして識別される。各タイムスロットは、メッセージパケットが、Ｅ／Ｏコンバータ１１４を介して信号リンクと光リンク１１６によりヘッドエンド１１２へ伝送される時の点である。ＳＴＴ３０は、タイムスロット境界においてパケットの伝送を開始する。
【００３９】
共通クロック源は、好ましくは、ヘッドエンド１１２において発生され、ヘッドエンド１１２へ接続されたすべてのＳＴＴ３０に同時に伝送された１．５４４Ｍｂｐｓ信号である。すべてのＳＴＴ３０は同一クロック源を参照するために、スロットタイムが、すべてのＳＴＴ３０に対して割り当てられる。しかし、伝送網において伝搬遅延があるために、タイムスロットサイズは、伝搬遅延によるそれぞれのＳＴＴ３０の間の伝送時間のずれを収容するために十分でなければならない。この目的のために、保護周波数帯が、約０．５ミリ秒の持続時間を有するタイムスロットを埋め合わせるために設けられる。１．５４４Ｍｂｐｓにおける０．５ミリ秒タイムスロットの使用は、ＳＴＴ３０からＳＰ２０へのコマンドの伝送に対して２０００タイムスロット／秒のレートを設ける。
【００４０】
発明によりＳＴＴ３０から設けられたメッセージパケット構造は、好ましくは、５１２ビット長であり、８８ビットのプリアンブルと４２４ビットのメッセージセルを含む。プリアンブルは、メッセージセルの開始を識別するために必要なヘッダー情報である。プリアンブルは、ＳＴＴ３０へのフレームシーケンスを設けるための一定パターンであり、ＳＴＴのタイムスロット区間の第１ビット目に挿入される。メッセージセルは、ＣＭＣ４０又はＳＰ２０へ設けられる実メッセージのペイロードである。メッセージセルの好ましいフォーマットは、第５図に関して、以下に記載される。
【００４１】
好ましくは、例えば１６８．４ミリ秒の付加保護時間が、広帯域網の伝搬遅延を収容するために、各タイムスロットに割付けられる。伝搬遅延は、ＳＴＴ３０が、１．５４４Ｍｂｐｓクロック信号と、発明の対話型情報サービスシステム１０へのメッセージパケットの戻り伝送時間を受信する時間を説明する。
【００４２】
ＳＴＴ３０によるメッセージパケットの伝送の後、送信ＳＴＴ３０は、信号が、送信ＳＴＴ３０へ返信された「エコー」メッセージを有することにより、ＣＭＣ４０又はＳＰ２０によって良好に受信されたことを判定する。好ましくは、エコーメッセージは、メッセージセルのみを含み、プリアンブルを含まない。エコーが、２００個のメッセージタイムスロット又は約１００ミリ秒内に送信ＳＴＴ３０によって検出されないならば、信号衝突が、仮定される。換言すれば、２つ以上のＳＴＴ３０が、同一タイムスロット中、メッセージパケット伝送を試みたことが仮定される。衝突が発生するならば、ＳＴＴ３０は、そのメッセージパケットを再伝送する。
【００４３】
再伝送に影響を与え、成功の確率を決定する２つのパラメータがある。これらは、再伝送時間（新タイムスロットが再伝送のために選択される）と、付加信号チャンネルの使用である。再伝送を容易にするために、ＳＴＴ３０は、エコー信号に対して１００ミリ秒の検出時間を超える時間期間において、再伝送のためのタイムスロットをランダムに選択する。再伝送に対する時間期間は、一般に、０−５０ミリ秒である。この期間内に、最大１００個のタイムスロットが、再伝送のために利用可能であり、そしてＳＴＴ３０は、信号衝突の確率が最小にされる如く、タイムスロットをランダムに選択する。換言すれば、代替的な信号周波数又はチャンネルが、メッセージパケットの良好な再伝送の確率を増大させるために使用される。このスキームによるメッセージパケットを再伝送する前に、ＳＴＴ３０は、再伝送のための信号周波数（チャンネル）を選択する。この選択は、成功の確率がまた増大される如く、同様にランダムな選択である。
【００４４】
ｂ．ＴＤＭＡ信号方式
ＳＴＴ３０が、上記のスロットＡＬＯＨＡ信号技術を使用して、ＳＰ２０とのセッションを確立した後、ＳＴＴ３０は、上記の如く一つ以上のＱＰＳＫ復調器１２２を含むＴＤＭＡ上流アプリケーション信号又は「パススルー」リンクにより、ＳＰ２０と通信する。パススルーリンクにより送信されたメッセージは、インターネットプロトコル（ＩＰ）の如く公知のプロトコルにおいて包含される。システム負荷により、一つを超えるＴＤＭＡデータストリームがある。ＣＭＣ４０は、広帯域スペクトルにおいてどこで、そのＴＤＭＡチャンネルに対して同調させるかを、ＳＴＴ３０に指示し、データストリームにおけるタイムスロットの分配をＳＴＴ３０に割り当てる。第４図は、同一の上流通信リンクに接続された複数のＳＴＴ３０が、ＴＤＭＡタイムスロット分配を使用して、上流のＳＰ２０と通信する方法の例を示す。
【００４５】
第４図に示された如く、各ＳＴＴ３０は、３の長さ（ＴＤＭＡ＿ＬＥＮ）と、１２のＴＤＭＡタイムスロットグループ間のタィムスロット区間（ＴＤＭＡ＿ＤＩＳＴ）を有するＴＤＭＡ分配を割り当てられた。図示の如く、ＳＴＴ  Ａは、０のＴＤＭＡ＿ＳＴＡＲＴ値を割り当てられた。ＳＴＴ  Ｂは、３のＴＤＭＡ＿ＳＴＡＲＴ値を割り当てられた。そしてＳＴＴ  Ｃは、６のＴＤＭＡ＿ＳＴＡＲＴ値を割り当てられた。第４図の例において、ＳＴＴ  Ａは、時間区間０−２において、Ｄ〜Ｄ＋２、２Ｄ〜２Ｄ＋２、３Ｄ〜３Ｄ＋２等を伝送する。同様に、ＳＴＴＢは、時間区間３−５において、Ｄ＋３〜Ｄ＋５、２Ｄ＋３〜２Ｄ＋５、３Ｄ＋３〜３Ｄ＋５等を伝送するが、ＳＴＴ  Ｃは、時間区間６−８において、Ｄ＋６〜Ｄ＋８、２Ｄ＋６〜２Ｄ＋８、３Ｄ＋６〜３Ｄ＋８等を伝送する。実際の実施態様において、Ｄは、最大数百のＳＴＴ３０を収容するために十分に大きい。しかし、Ｄが、システム柔軟性を維持するために、システム負荷に応じて変化されることが好ましい。例えば、顧客が、特定の逆方向信号パスで通信する５００人の顧客の一人である場合に、その顧客は、高速応答に対して１００タイムスロット（即ち、Ｄ＝１００）を分配される。他方、逆方向信号パスにおける負荷が大きいならば、ヘッドエンド１１２へ一つを超えるＴＤＭＡデータストリームが設けられる。
【００４６】
動作中、すべてのＳＴＴ３０は、以下に記載される如く、ヘッドエンド１１２からスロットタイミング情報を獲得する。このタイミング情報は、現タイムスロットの値を決定するために各ＳＴＴ３０によって使用される基準フレームカウントと、ＴＤＭＡチャンネルにおけるタイムスロットの境界を規定する同期化機構とを含む。上記の如く、各ＳＴＴ３０の伝送開始時間は、ヘッドエンド１１２において発生された好ましくは１．５４４Ｍｂｐｓである共通クロック源に同期され、ヘッドエンド１１２に接続されたすべてのＳＴＴ３０に同時に伝送される。すべてのＳＴＴ３０は、同一クロック源を参照するために、スロットタイムが、すべてのＳＴＴ３０に対して割り当てられる。
【００４７】
各ＳＴＴ３０によって必要とされたタイミング情報は、好ましくは、ヘッドエンド１１２において発生された共通信号方式インターフェース信号を介して伝送され、そのヘッドエンド１１２に接続されたすべてのＳＴＴ３０に同時に伝送される。好ましくは、共通クロック源と共通信号方式インターフェース信号の両方は、以下に記載される順方向パス信号方向インターフェースを用いて、ＳＴＴ３０によって回復される。この順方向パス信号リンクは、拡張スーパーフレーム（ＥＳＦ）フォーマットにおいてフレーム化されたビットストリームを含む。基準フレームカウントは、順方向パス信号インターフェースを介してヘッドエンド１１２からＳＴＴ３０によって受信された各拡張スーパーフレームの（データリンクビットとして公知な）Ｍビットにおいて埋め込まれる。このフレームカウント値は、ゼロ値から９９９の値まで反復してカウントする。このフレームカウント値は、抽出されたフレームカウント値に６を掛算することにより、順方向パス信号リンクにおいて受信された次の拡張スーパーフレームの最初のＭビット（Ｍ１）を割り当てられたタイムスロットのタイムスロット番号を算出するために、ＳＴＴ３０によって使用される。この算出は、ゼロから５９９９に値が変化し、３秒期間を含むタイムスロット番号を生ずる。
【００４８】
順方向パス信号リンクデータストリームにおいて埋め込まれたＥＳＦ  Ｍビットがまた、各タイムスロットの開始時間を規定するために、ＳＴＴ３０によって使用される。各奇数番号Ｍビット（Ｍ１、Ｍ３、Ｍ５、Ｍ７、Ｍ９、Ｍ１１）の受信は、タイムスロットの開始を意味する。タイムスロット番号が、ＳＴＴのＴＤＭＡ＿ＳＴＡＲＴカウントに等しい時、そのＳＴＴ３０は、メッセージセルを、割り当てＴＤＭＡチャンネルにおけるタイムスロットに値するＴＤＭＡ＿ＣＮＴへ伝送する。ＳＴＴ３０が、ＴＤＭＡ＿ＣＮＴのタイムスロット幅へ適合するさらに多くのデータを有するならば、ＳＴＴ３０は、割り当てＴＤＭＡチャンネルにおける伝送を再開することができる前に、タイムスロットに値するＴＤＭＡ＿ＤＩＳＴを待機しなければならない。
【００４９】
以下に記載される如く、ＣＭＣ４０からのＳＴＴセッション提供コマンドは、ＳＴＴ３０に、ＴＤＭＡ＿ＣＨＮＬ、ＴＤＭＡ＿ＳＴＡＲＴ、ＴＤＭＡ＿ＣＮＴ及びＴＤＭＡ＿ＤＩＳＴパラメータを提供する。第４図に示されないが、ＴＤＭＡ＿ＣＨＮＬは、広帯域スペクトルにおいてどこで、ＴＤＭＡチャンネルに対して同調させるかを決定するために、ＳＴＴ３０によって使用される。
【００５０】
ＳＴＴ３０の網が、大きく変化するならば、ＣＭＣ４０は、負荷を平衡させるために、ＴＤＭＡ＿ＣＨＮＬ、ＴＤＭＡ＿ＳＴＡＲＴ、ＴＤＭＡ＿ＣＮＴ及びＴＤＭＡ＿ＤＩＳＴパラメータを再割り当てする。これが発生する時、ＣＭＣ４０は、まず、網におけるＳＴＴ３０のすべてに、新ＴＤＭＡパラメータを再提供する。しかし、これらのパラメータは、ＣＭＣ４０が、新パラメータの使用を命令するコマンドを、ＳＴＴ３０の全個体数に同報通信するまで、効力を生じない。
【００５１】
ＴＤＭＡは、こうして、ＳＰ２０への信号チャンネルへの非競合アクセスをＳＴＴ３０に許容する。技術における当業者には認められる如く、ＴＤＭＡは、随意的な帯域幅の分配タイムスロットアクセス方法を設けることにより、共用信号チャンネルへ複数のＳＴＴ３０によるアクセスを分割することに基づく。個別ＳＴＴ３０への上記のタイムスロット割り当ては、ＣＭＣ４０からＳＴＴ３０へのメッセージを通して達成される。以下で、この目的のためのコマンドが、さらに詳細に記載される。ＴＤＭＡ信号チャンネルは、好ましくは、対話型セッションメッセージのためにのみ使用されるために、このリンクを使用する使用者の数は、同時に機能する対話型使用者の数に限定される。
【００５２】
第２図に示された如く、網におけるＱＰＳＫ復調器１２０は、合成ＴＤＭＡデータストリームを読み取り、以下にさらに詳細に記載される技術により、ＣＭＣ４０からＳＰ２０への伝送のために、ＴＤＭＡタイムスロットにおけるメッセージセルに含まれた情報を、原インターネットプロトコル（ＩＰ）パケットへ再組み立てする。
【００５３】
ｃ．ＱＰＳＫ変調
上記の如く、ＱＰＳＫ変調は、発明により、ＳＴＴ３０とＳＰ２０との伝送のための有線又は光ファイバー伝送リンクでのデジタル情報を符号化する手段として使用される。発明の好ましい実施態様により、オフセット４相シフトキーイング（Ｏ−ＱＰＳＫ）が、増大した誤差性能、スペクトル効率、及び平均以上のパワーレベルにおける伝送能力により使用される。具体的に、ＱＰＳＫは、デジタル位相変調の４レベル使用である。直角位相信号表現は、ゼロ開始位相と余弦波と正弦波の線形結合として、任意の位相正弦波形を表現するものである。ＱＰＳＫは、直角位相信号の線形結合として位相シフトキーイング（ＰＳＫ）信号を発生する。実現のために、ベースバンド信号におけるレベルに正比例して搬送波位相シフトを生成する装置が必要とされる。ベースバンド信号は、ＱＰＳＫを生成するために直接に変調される。同相（Ｉ）信号と位相はずれ（Ｑ）信号の２つの多重レベルベースバンド信号が、確立される必要がある。２つのベースバンド信号に対して選ばれたレベルは、Ｉ及びＱ信号の線形結合として、ＰＳＫ信号を表現するために必要とされた係数に対応する。ＱＰＳＫ変調器は、ビットが、同相変調器（Ｉ）と位相はずれ変調器（Ｑ）に交互に送信される如く、入りビットストリームを分割する。これらの同一ビットストリームは、それらがシリアルビットストリームにインターリーブされる変調器において、それぞれの位相検波器の出力に現れる。
【００５４】
ＱＰＳＫシステムは、差動符号化及び対応差動検波の使用を必要とする。これは、回復された基準が正弦基準又は余弦基準であるかを判定する方法を受信器が有さない結果である。さらに、回復された基準の極性は不確実である。差動符号化は、２つの連続信号の間の符号化位相差分において情報を伝送する。変調器は、差動符号化を達成するためにデジタル２進記号を処理し、絶対位相を伝送する。差動符号化は、デジタルレベルにおいて実現される。
【００５５】
オフセットキーイングは、エンベロープ変動を最小にするために、発明によるＱＰＳＫシステムにおいて使用される。これは、非線形チャンネル又は復調器における非線形プロセスによって生ずる信号劣化を縮小させる。そのような技術は、技術における当業者によって非常に公知であると考えられる。
【００５６】
ｄ．メッセージセル
上記の如く、メッセージセルフォーマットは、ＳＴＴ３０からヘッドエンド１１２への信号方式において使用される。このメッセージセルフォーマットは、第５図において示され、上記のスロットＡＬＯＨＡ及びＴＤＭＡ技術において使用される。好ましくは、各メッセージセルは、４０ビットメッセージセルヘッダーと、３８４ビットメッセージペイロード領域（第５図）を有する。メッセージセルヘッダーは、好ましくは、パスアドレス、チャンネルアドレスとヘッダー誤り制御（ＨＥＣ）オクテットを含む。ＨＥＣは、好ましくは、全セルヘッダーを覆う。ＨＥＣ値は、ＨＥＣフィールドを除くヘッダーの内容を掛算した、生成多項式ｘ３＋ｘ２＋ｘ＋１によってヘッダーを除算（モジュロ２）した剰余を含む８ビットシーケンスである。この時、８ビット剰余は、ヘッダーのＨＥＣフィールドに挿入される前の所定のビットパターンと排他的論理和を取られる。
【００５７】
メッセージセルペイロードは、メッセージセルペイロードデータユニット（ＰＤＵ）の全部又は一部を含む。メッセージセルＰＤＵは、ＰＤＵペイロード（ＩＰパケット）と、ＰＤＵをメッセージセル境界と位置合わせするために使用されるＰＡＤフィールドと、制御フィールド、ＰＤＵペイロードにおいてオクテット数を含む長さフィールド及び次数３２の標準生成多項式に基づいた３２ビットシーケンスであるＣＲＣ−３２フィールドを含む終端部を含む。各メッセージセルＰＤＵは、同一パス及びチャンネルアドレスを有する一つ以上の順次メッセージセル内に包含される。換言すれば、パスアドレスとチャンネルアドレスは、２つのメッセージセルに特定ＰＤＵをセグメント化するために、第５（ｃ）図のメッセージセルにおいて同一でなければならない。メッセージセルＰＤＵは、好ましくは、第５（ａ）図と第５（ｂ）図において示された如く、単一のインターネットプロトコル（ＩＰ）パケットから成る。各ＳＴＴ３０は、再アセンブリのために必要な一意的なパス及びチャンネルアドレスを提供される。ＩＰパケットは、節見出し「ＣＭＣメッセージフォーマット」の下でさらに詳細に記載される。
【００５８】
２．ＳＰ対ＳＴＴ順方向パス信号インターフェース
ＣＭＣ４０からＱＰＳＫ変調器１２４と特定ＳＴＴ３０への順方向パス信号方式は、２つの信号リンクを必要とする。即ち、イーサネット（登録商標）ペイロード領域におけるＩＰパケットを搬送するイーサネット（登録商標）信号リンクと、拡張スーパーフレーム（ＥＳＦ）フォーマットにおいてフレーム化されるビットストリームを含むＱＰＳＫ信号リンクである。ＥＳＦフレームのペイロード領域は、Ｂｅｌｌｃｏｒｅ
Ｄｏｃｕｍｅｎｔ  ＴＲ−ＴＳＶ−０００７７３，Ｉｓｓｕｅ  １，１９９１年６月においてＤＳＩに対して指定された如く、物理層コンバージェンスプロトコル（ＰＬＣＰ）内の５３オクテットメッセージセルのストリームを含む。ＱＰＳＫ信号リンクＥＳＦフレーム構造は、ビットストリームを、４６３２ビット拡張スーパーフレームに区分化する。各拡張スーパーフレームは、２４，１９３ビットフレームから成り、この場合、各フレームは、一つのオーバーヘッドビットと、２４オクテット（１９２ビット）のペイロードとから成る。２４のフレームオーバーヘッドビットが、ＥＳＦにおいて設けられ、拡張スーパーフレームフレームアラインメント信号と、サイクリック冗長性検査と、データリンクビットとに分割される。ＥＳＦフレームアラインメント信号は、すべての２４フレームとオーバーヘッドビット位置を合わせるために使用される。他方、サイクリック冗長性検査フィールドは、４６３２ビットの前拡張スーパーフレームメッセージブロックで計算されたＣＲＣ−６検査ビットを含む。検査ビットシーケンスは、好ましくは、ｘ６による掛算と、ＣＲＣメッセージブロックの生成多項式ｘ６＋ｘ＋１による除算の後の剰余である。最後に、データリンクビット又はＭビットは、ＱＰＳＫ線へのＳＴＴ３０に対するタイムスロット情報を規定する基準フレームカウント値を表現する。フレームカウント値は、最初の１０Ｍビット（Ｍ１０−Ｍ１、Ｍ１は最下位ビット）において含まれ、Ｍ１１は、最初の１０Ｍビットで計算された奇数パリティービットを含み、Ｍ１２は１にセットされる。このフレームカウント値は、ゼロ値ないし９９９値まで反復してカウントする。
【００５９】
３．ＳＰ対ヘッドエンド網インターフェース
発明による典型的なデジタル情報分布システム１０において、サービス提供者（ＳＰ）２０からヘッドエンド１１２へ伝達された情報は、一般に、ビデオ、音声、私用データ及び網制御データの組み合わせである。発明によりデジタルデータを伝達するためのＳＰ２０とヘッドエンド１１２の間のインターフェースは、好ましくは、物理層特性と、公知の同期光ネットワーク（ＳＯＮＥＴ）トランスポートに合わせてモデル化された基礎ネットワークトランスポート構造を有する単向同期光ネットワーク（ＵＮＩＳＯＮ−１）を使用する。しかし、ＳＯＮＥＴ標準への幾つかの修正が、以下に記載される発明により為された。好ましくは、デジタルデータの形式におけるサービス情報は、圧縮デジタルデータのＭＰＥＧ−２システムトランスポートパケットのペイロードにおいて搬送される。
【００６０】
音声、ビデオ及び他のデータが総合方式で取り扱われる如く情報をデジタル化することが望まれるが、ＳＰ２０は、データをデジタル化する方法と、特定要求条件に応じて混合呼量を搬送するために選択されたトランスポートレートにおいて広い許容範囲を有する。しかし、本発明により、デジタル化方法は、ＭＰＥＧ−２システムトランスポートパケットにおけるキャリッジに対して互換性がなければならない。
【００６１】
発明により、単向同期光ネットワーク（ＵＮＩＳＯＮ−１）は、ＳＯＮＥＴ仕様への完全な準拠を必要としないＳＯＮＥＴの修正を使用するポイントゥーポイント光ネットワークを設ける。ここで記載されたＵＮＩＳＯＮ−１フォーマットは、総合方式において多様な情報形式を伝達することができるために、望ましい。ＵＮＩＳＯＮ−１光信号に対する物理インターフェースは、好ましくは、Ｂｅｌｌｃｏｒｅ文書ＴＲ−ＮＷＴ−０００２５，Ｉｓｓｕｅ  ２，１９９１年１２月，セクション４，テーブル４．１１，コラムＩＲ−１において規定された如く、中間範囲であるＯＣ−３光インターフェースに対して記載された仕様を意味するが、物理／光コネクタは、好ましくは、ＦＣ／ＰＣ機械的コネクタである。他方、ＵＮＩＳＯＮ−１インターフェース信号は、好ましくは、Ｒｅｇｉｏｎａｌ
Ｂｅｌｌ  Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  Ｃｏｍｐａｎｙから導出されたスペクトル３タイミング源から同期化される。
【００６２】
好ましくは、発明によるデジタル網１２８において使用された基本データレートは、１５５．５２Ｍｂｐｓの同期トランスポート信号レベル３連接（ＳＴＳ−３ｃ）である。連接は、全同期ペイロードエンベロープ（ＳＰＥ）が単一エンティティ又は隣接データストリームとして取り扱われるＳＯＮＥＴシステムのトランスポート条件を参照する。好ましい実施態様において、ＭＰＥＧ−２システムトランスポートパケットは、ＳＰＥへ写像され、その後、単一エンティティとしてデジタル網へ伝えられる。技術における当業者には公知な如く、ＳＴＳ−３ｃの光対応物は、光搬送波レベル３信号（ＯＣ−３）であり、フレーム同期スクランブリングの後のＳＴＳ−３ｃの直接光変換の結果である。
【００６３】
第６図に示された如く、発明によるＵＮＩＳＯＮ−１に対するＳＴＳ−３ｃフレームの好ましい実施態様は、合計２４３０オクテットに対して、２７０列と９行の８ビットオクテットから成る。１２５マイクロ秒のフレーム長（８０００フレーム／秒）では、ＳＴＳ−３ｃは、１５５．５２Ｍｂｐｓのビットレートを有する。好ましい実施態様において、各行における最初の３列は、セクション及びライン層のオーバーヘッドオクテットを含むトランスポートオーバーヘッドである。第７図に示された如く、８１オクテットが、こうして分配され、２７オクテットが、セクションオーバーヘッドに対して分配され、そして５４オクテットが、ラインオーバーヘッドに対して分配される。ＳＴＳ−３ｃに対するセクションオーバーヘッドは、好ましくは、次のフィールドから成る。則ち、ＳＴＳ−３ｃフレーム指示（Ａ１とＡ２）、多重識別（Ｃ１）、セクション誤り監視機能に対するビットインターリーブパリティー（ＢＩＰ−８）（Ｂ１）と、一つの１９２ｋｂｐｓメッセージベースチャンネル（Ｄ１、Ｄ２とＤ３）を形成するために分配された３オクテットである。Ｅ１とＦ１は、現在、未使用である。他方、ＳＴＳ−３ｃに対するラインオーバーヘッドは、好ましくは、ポインターフィールド（Ｈ１とＨ２）を含み、ポインターとＳＴＳ  ＳＰＥの第１オクテットの間にオクテットにおけるオフセットを設け、連接が生じた時、ライン誤り監視機能に対するビットインターリーブパリティーフィールド（Ｂ２）と、一つの５７６ｋｂｐｓメッセージチャンネル（Ｄ４〜Ｄ１２）を形成するために分配された９オフセットを指示する。Ｈ３、Ｋ１、Ｋ２、Ｚ１、Ｚ２とＥ２は、現在、未使用である。
【００６４】
ペイロードは、第８図において示された如く、１２５ミリ秒フレーム構造であるＳＰＥにおいて含められる。図示のＵＮＩＳＯＮ−１  ＳＴＳ−３ｃ  ＳＰＥは、総数２３４９バイトに対して、２６１列と９行のバイトから成る。第８図に示された如く、列１は、好ましくは、ＳＴＳパスオーバーヘッド（ＰＯＨ）として指定された９バイトを含むが、残りの２３４０バイトは、ペイロードに対して利用される。ＵＮＩＳＯＮ−１  ＳＴＳ−３ｃ  ＳＰＥは、ＳＴＳ−３ｃフレームの行１、列１０において開始する。好ましい実施態様において、ＭＰＥＧ−２システムトランスポートパケットは、第８図に示された如く、ＵＮＩＳＯＮ−１
ＳＴＳ−３ｃ  ＳＰＥへ写像される。第８図に示された如く、パスオーバーヘッドは、次のフィールドから成る。Ｂ３は、パス誤り監視機能に対するビットインターリーブパリティーオクテット（ＢＩＰ−８）である。Ｃ２は、ＳＴＳ  ＳＰＥの構成と内容を指示するために分配される。Ｈ４は、次のＭＰＥＧ−２システムトランスポートパケットエンベロープの開始の位置を指示する。そしてＰＯＨオクテットの残部は、現在、未使用である。それから、ＭＰＥＧ−２システムトランスポートパケットは、第８図に示された如く、ＵＮＩＳＯＮ−１  ＳＴＳ−３ｃペイロードへ写像され、この場合、ＳＰＥペイロードは、予備（Ｒ）オクテット（現在未使用）、いろいろなビデオ、音声及び私用データを格納又は伝送のための単一又は多重ストリームへ組み合わせる１８８オクテットパケットを具備するＭＰＥＧ−２システムトランスポートパケット、及び誤り訂正のためのリードソロモンパリティービット（Ｐ）から成る。
リードソロモンパリティービットは、好ましくは、先行するＭＰＥＧ−２システムトランスポートパケット（１８８オクテット）により計算され、この場合、パリティー計算のために使用されたリードソロモン符号は、２５６のガロア体を発生するために、８ビットの記号サイズ（Ｍ）と多項式ｐ（ｘ）＝ｘ８＋ｘ７＋ｘ２＋ｘ＋１を使用して実現される符号である。そのような技術は、技術における当業者には公知であると考えられる。
【００６５】
ＳＰＥにおけるフレームバイトのエミュレーションの発生を防ぐために、スクランブル方式が、使用される。好ましくは、ラインレートにおいて動作するシーケンス長１２７のフレーム同期スクランブラーが使用される。好ましい実施態様において、生成多項式は、１＋ｘ６＋ｘ７である。スクランブルされるすべてのビットは、スクランブラーのｘ７位置からの出力にモジュロ２で加算される。好ましくは、スクランブラーは、第６図において示された完全ＳＴＳ−３ｃフレームの全体で連続的に走る。しかし、フレームバイトと識別バイトは、好ましくは、スクランブルされない。
【００６６】
最後に、連接は、全ＳＰＥが単一エンティティ又は隣接データストリームとして取り扱われるＳＯＮＥＴ  ＯＣ−Ｎシステムのトランスポート条件を参照する。連接が実現される時、Ｈ１及びＨ２オクテットは、規定値を割り当てられる。好ましくは、ＭＰＥＧ−２システムトランスポートパケットは、ＳＰＥへ写像され、それから、単一隣接エンティティとしてデジタル網１２８へ伝えられる。
【００６７】
４．ヘッドエンド対ＳＴＴネットワークインターフェース
サービス情報をＳＴＴ３０に伝達するために必要なヘッドエンド１１２とＳＴＴ３０の間のインターフェースは、マルチレート伝達（ＭＲＴ）フォーマットとともに、同軸ケーブルと通過帯域ネットワークトポロジーを使用する。好ましくは、情報は、直交振幅変調（ＱＡＭ）技術を使用して、６ＭＨｚエンベロープにおいて伝達される。そのようなシステムにおいて、サービス情報は、ＭＰＥＧ−２システムトランスポートパケットを介して、ＭＲＴ構造のペイロード領域において搬送される。
【００６８】
第２図に示された如く、デマルチプレクサー／変調器５０は、ＭＰＥＧ−２システムトランスポートパケットを含むＵＮＩＳＯＮ−１デジタル信号を、顧客に伝送されるそれぞれの６ＭＨｚ直交振幅変調信号へ符号化する。好ましい実施態様において、ヘッドエンド１１２／ＳＴＴ３０インターフェースは、６４−ＱＡＭ技術を使用して、指定６ＭＨｚエンベロープにおいてＳＰ２０からの情報を伝達するために、ＭＲＴフォーマットとともに同軸ケーブルと通過帯域ネットワークトポロジーを使用し、この場合、ＳＰ２０からのデータは、前節において記載された形式のＭＰＥＧ−２システムトランスポートパケットを介してＭＲＴ構造のペイロード領域において搬送される。
【００６９】
ａ．直交振幅変調（ＱＡＭ）
一般に、直交振幅変調（ＱＡＭ）は、有線又はファイバー伝送リンクによりデジタル情報を符号化する手段として使用される。ＱＡＭは、振幅及び位相変調技術の組み合わせであり、位相変調の形式であるマルチフェーズ位相シフトキーイングの拡張である。技術における当業者には公知な如く、２つの間の主要差異は、ＱＡＭにおける一定エンベロープの欠如と位相シフトキーイング技術における一定エンベロープの存在である。ＱＡＭは、スペクトル効率に関するその性能のために、本発明において使用される。
【００７０】
ＱＡＭは、原非零復帰（ＮＲＺ）ベースバンド伝送に密接に関する。すべてのＱＡＭバージョンは、初期ＮＲＺシーケンスから２つの多重レベルパルスシーケンスを発生させ、９０°の移相だけオフセットされた２つの搬送波にこれらを付与することにより、形成される。この時、各変調搬送波は、抑圧搬送波を有するＡＭ信号を生ずる。時間領域における掛算は、周波数領域におけるシフトに対応するために、変調スペクトルは、両側ベースバンド信号のスペクトル形状を維持する。
【００７１】
ＱＡＭは、任意の数の離散信号レベルを有する。共通レベルは、４−ＱＡＭ、１６−ＱＡＭ、６４−ＱＡＭと２５６−ＱＡＭである。ＱＡＭはまた、互いに９０°位相はずれの「直交」搬送波の振幅変調に基づく。ＱＡＭシステムのスペクトルは、直交チャンネルへ付与されたベースバンド信号のスペクトルによって決定される。これらの信号は、ベースバンドＰＳＫ信号と同一基本構造を有するために、ＱＡＭスペクトル形状は、等しい数の信号点を有するＰＳＫスペクトル形状と同一である。換言すれば、１６−ＱＡＭは、１６−ＰＳＫと同一のスペクトル形状を有し、そして６４−ＱＡＭは、６４−ＰＳＫと同一のスペクトル形状を有する。しかし、スペクトル形状は同一であるとしても、２つのシステムの誤り性能は、かなり異なる。ＰＳＫシステムにおける信号点の間の距離は、匹敵するＱＡＭシステムにおける点の間の距離よりも小さいために、非常に多数の信号点により、ＱＡＭシステムは、常に、ＰＳＫシステムをしのぐ。ＱＡＭ変調に関する付加情報は、”ＩＥＥＥ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  Ｍａｇａｚｉｎｅ”，１９８６年１０月，Ｖｏｌ．２４，Ｎｏ．１０において見いだされる。
【００７２】
本発明により対話型スペクトルの各６ＭＨｚエンベロープは、第２図に示された如く、デジタル情報をＳＴＴ３０に伝達する。６４−ＱＡＭ変調は、好ましい実施態様においてアナログ搬送波によりデジタル信号の伝達のために使用される。幾つかの同時ビデオプログラムは、ビデオ信号のデジタル符号化を使用して、単一６ＭＨｚエンベロープにおいて常駐する。発明による６４−ＱＡＭ、６ＭＨｚエンベロープの情報レートは、例えば、３０Ｍｂｐｓである。すべての中で、３Ｍｂｐｓが、リードソロモン誤り訂正信号に対して使用され、その結果、合成正味情報レートは、２７Ｍｂｐｓである。結果として、３Ｍｂｐｓのデジタル符号化ビデオ、データ及び音声が、対話型情報サービスに対して使用されるならば、９つの同時対話型情報サービスが、単一６ＭＨｚエンベロープにより伝達される。
【００７３】
ｂ．マルチレートトランスポートフォーマット（ＭＲＴ）
上記のマルチレートトランスポート（ＭＲＴ）フォーマットは、応用要求条件に誤り保護を整合させる手段を設けるための多様な伝送システムにおいて作動するように設計される。発明による好ましいフォーマットは、リードソロモン順方向誤り訂正（ＦＥＣ）と二重オクテットインターリーブの組み合わせを使用し、ランダム及びバースト誤り保護を達成する。第９図に示された如く、ＭＲＴフォーマットは、好ましくは、上記の６４−ＱＡＭ変調を使用して、６ＭＨｚエンベロープへのＦＥＣによるＭＰＥＧ−２システムトランスポートパケットのマッピングを具備する。
【００７４】
第９図に示された如く、ＭＲＴフォーマットは、好ましくは、各ラインの開始において同期化オクテットを具備し、ＭＲＴトランスポート構造のための同期化を獲得するのを補助するために使用される。高信頼性マーカー（ＨＲＭ）はまた、ＭＲＴトランスポート構造のための同期化を獲得する補助と、インターリーブ機能の境界を規定するために使用される。高信頼性マーカーは、２つのフィールドから成る。即ち、（ａ）（Ｎ＋２ｔ）／２オクテット線形帰還シフトレジスター発生パターンと、（ｂ）（Ｎ＋２ｔ）／２ネットワーク特定フィールドであり、ここで、Ｎは、ＭＲＴデータパケット長であり、そしてｔは、リードソロモン符号の誤り訂正項（好ましい実施態様においてｔ＝８）である。ネットワーク特定フィールドに対するデフォルト構成は、線形帰還シフトレジスター発生パターンの継続である。高信頼性マーカーは、高信頼性マーカー区間Ｌによって規定された一定区間において送信される。Ｌは、インターリーブ関数の境界を規定し、好ましい実施態様において、２０５に等しい。
【００７５】
好ましい実施態様において、ＭＲＴデータパケットは、Ｎビットデータフィールドと、２ｔリードソロモンパリティービットを具備する。それから、各パケットのデータフィールドは、線形帰還シフトレジスター発生パターンを使用して、スクランブルされ、結果は、リードソロモンパリティーフィールドを発生するために、リードソロモンアルゴリズムを使用して符号化される。合成ＭＲＴデータパケットは、規定インターリーブ深さまで二重オクテットインターリーブされ、ＭＲＴペイロードに置かれる。好ましい実施態様において、ＭＲＴパケットサイズＮは、１８８オクテットであり、ここで、各ＭＲＴパケットは、正確に一つのＭＰＥＧ−２システムトランスポートパケットを含む。それから、上記のインターリーブは、バースト誤りに対する保護を設けるために、リードソロモン符号と関連して使用される。インターリーブ深さにおける唯一の制約は、高信頼性マーカー区間（Ｌ−１）の整数倍でなければならないことである。好ましい実施態様において、インターリーブ深さは２０４であり、二重オクテットインターリーブが使用される。
【００７６】
Ｄ．ＣＭＣメッセージフォーマット
Ｌ１及びＬ２サービス境界でのＳＴＴ３０とＳＰ２０の間の信号方式は、標準インーネットプロトコル（ＩＰ）を使用して、発明により達成される。このプロトコルにより、各ＳＴＴ３０とＳＰ２０は、ＣＭＣ４０によってＳＴＴ３０に割り当てられたＩＰアドレスへ写像された一意的な物理アドレスを有する。ＳＴＴ３０は、好ましくは、５つのアドレスに関連する。即ち、物理アドレス（ＰＡ）、ＩＰアドレス（ＩＰＡ）、受信メッセージセルチャンネルＩＤ（ＭＣＣＩ）とメッセージセルパスＩＤ（ＭＣＰＩ）、送信メッセージセルチャンネルＩＤ（ＭＣＣＩ）とメッセージセルパスＩＤ（ＭＣＰＩ）、及び放送メッセージセルチャンネルＩＤ（ＭＣＣＩ）とメッセージセルパスＩＤ（ＭＣＰＩ）である。
【００７７】
ＳＴＴ３０の物理アドレス（ＰＡ）は、好ましくは、製造時にＳＴＴ３０に割り当てられ、個別ＳＴＴを識別するためら使用された一意的な４オクテット番号である。ＩＰアドレス（ＩＰＡ）は、ＳＴＴ３０が網に接続された時、ＣＭＣ４０によってＳＴＴ３０へ割り当てられた網アドレスである。ＩＰＡは、供与された後、メッセージをＳＴＴに送信するために、ＣＭＣ４０とＳＰ２０によって使用される。受信、送信及び同報通信ＭＣＣＩ／ＭＣＰＩアドレスは、メッセージセルパケットのセグメント化と再アセンブリを取り扱うために、ＱＰＳＫトランスポートによって使用される（第５図）。さらに、マスクフィールドは、特定グループへＳＴＴ３０を割り当てるために、これらのアドレスの各々に対して維持される。
【００７８】
ＳＴＴ３０が立ちあげられ、発明の網へ接続される時、ＳＴＴ３０は、そのＩＰアドレスを得るために、提供要求をＣＭＣ４０に送信する。利用可能なＳＰ２０のＩＰアドレスは、同様に、ＣＭＣ４０によってＳＴＴ３０へ提供される。ＳＴＴ３０とＳＰ２０を識別するアドレスのほかに、通信パケットはまた、ＳＴＴ３０、ＣＭＣ４０及び／又はＳＰ２０内の個別サービスに対する特定ポートアドレスを含むユーザーデータグラムプロトコル（ＵＤＰ）ヘッダーを含む。
【００７９】
ＩＰメッセージは、第５図に関して記載された如く、メッセージセルトランスポートパケットに写像され、ＣＭＣ４０とＳＴＴ３０の間に送信される。そのようなメッセージセルは、好ましくは、ＩＤヘッダー、ＵＤＰヘッダー、及びＳＴＴ３０に対するメッセージペイロードを具備する。ＳＴＴ３０メッセージに対するペイロードは、所望に応じて、種々のビット長を有する。合成メッセージは、イーサネット（登録商標）を介してＣＭＣ４０とＳＰ２０間か、又は標準ＩＰフォーマットを使用してＣＭＣ４０とＱＰＳＫ変調器間に送信される。
【００８０】
理論網アドレス（ＩＰＡ）へのＳＴＴの物理アドレスの写像とともにＳＴＴ３０へのＭＣＣＩ／ＭＣＰＩアドレスの割り当てを可能にする技術が、本発明により設けられる。技術における当業者には公知な如く、ブート端末プロトコル（ＢＯＯＴＴＥＲＭ）は、この機能を行い、ＳＴＴ３０によって必要とされた付加提供を行う。
【００８１】
ＢＯＯＴＴＥＲＭは、ＳＴＴ３０又はＳＰ２０の如く、ネットワーク装置へ立ち上げパラメータを設けるために、ＣＭＣ４０の如くホストに対して共通方法論を設ける。ＢＯＯＴＴＥＲＭは、インテーネットＲＦＣ９５１において指定された標準ＢＯＯＴＰプロトコルに基づく。ＢＯＯＴＴＥＲＭが本発明により動作するスロットＡＬＯＨＡリンクの帯域幅制限のために、ＢＯＯＴＰフィールドの幾つかは、除去された。ＢＯＯＴＴＥＲＭパケットは、２つのメッセージセルにおいて伝えられるように設計され、ＩＰＡをＳＴＴ３０に割り当てるために使用されるＳＴＴのデータベースを維持するために、ＣＭＣ４０におけるＢＯＯＴＴＥＲＭサーバーに頼る。ＢＯＯＴＴＥＲＭプロトコルは、ＢＯＯＴＴＥＲＭ要求を送信するＳＴＴ３０へＩＰＡを動的に割り当てる。
【００８２】
好ましい実施態様において、ＳＰ２０とＳＴＴ３０のアドレス分解能及び割り当ては、製造時において３２ビット物理アドレスを各ＳＴＴ３０に割り当て、初期化時の後、ＢＯＯＴＴＥＲＭプロトコルを使用して、ＳＴＴ３０要求を提供させることにより、達成される。それから、ＣＭＣ４０は、ＢＯＯＴＴＥＲＭを使用して、ＳＴＴ３０へＩＰＡとＭＣＣＩ／ＭＣＰＩアドレスを割り当て、ＩＰＡ及びＭＣＣＩ／ＭＣＰＩアドレスへＰＡを写像するデータベースを維持する。ＢＯＯＴＴＥＲＭパケットは、好ましくは、用語形式及びバージョンに基づいた、ＳＰ特定領域を含む。ＢＯＯＴＴＥＲＭメッセージは、好ましくは、メッセージセルに包含されたＳＴＴ３０へ同報通信される。
【００８３】
第１０図に示された如く、ＢＯＯＴＴＥＲＭ  ＩＰメッセージパケットは、好ましくは、標準２４オクテットＩＰヘッダー、８オクテットＵＤＰヘッダー、及びＢＯＯＴＴＥＲＭペイロードを具備する。ＩＰヘッダーのあて先アドレスは、メッセージがＣＭＣ４０からであるならば、すべてのＳＴＴ３０へ同報通信され、あるいはメッセージがＳＴＴ３０からであるならば、すべてのＣＭＣ４０へ同報通信される。ソースアドレスは、ＳＴＴ３０がメッセージを起動したならば、ゼロであるが、メッセージがＣＭＣ４０からの応答であるならば、ソースアドレスは、要求に応答しているＣＭＣ４０のアドレスを含む。ＵＤＰヘッダーは、ＣＭＣ４０におけるＢＯＯＴＴＥＲＭサーバーとＳＴＴ３０におけるＢＯＯＴＴＥＲＭプロセッサーのソース及びあて先ポートアドレスを含む。
【００８４】
ＢＯＯＴＴＥＲＭペイロードは、好ましくは、第１０図において示された如くフォーマットされる。ＢＯＯＴＴＥＲＭペイロードにおけるＯＰ＿ＣＯＤＥフィールドは、ＢＯＯＴＴＥＲＭパケットが要求であるならば、”１”を含み、ＢＯＯＴＴＥＲＭパケットが応答であるならば”０”を含む。ＴＥＲＭ＿ＴＹＰＥフィールドは、ＢＯＯＴＴＥＲＭ要求を送信したＣＭＣ４０に知られたＳＴＴ３０の形式を識別するが、ＲＥＶ＿ＬＥＶＥＬフィールドは、端末ファームウエアの改訂レベルを識別する。ＰＡＧＥ＿ＳＥＬフィールドは、本コマンドがアドレス指定しているＳＰ特定データのページを識別する。好ましくは、ＳＰ特定データの各ページに対して９つの４オクテットレジスターが規定されるが、ＳＰ特定データの最大２５６ページが、ＳＴＴ３０において規定される。ＳＰ特定データのページゼロは、好ましくは、ＭＣＣＩ／ＭＣＰＩアドレスを含む。ＨＷ＿ＡＤＤＲフィールドは、ＳＴＴ３０のＰＡを含み、ＢＯＯＴＴＥＲＭ要求を送信する時、ＳＴＴ３０によって記入される。ＴＲＡＮＳ＿ＩＤフィールドは、ＳＴＴ３０によって生成され、各ＢＯＯＴＴＥＲＭ要求に対して増分されるシリアル化フィールドである。ＳＥＲＶＥＲ＿ＡＤＤＲフィールドは、要求に応答するＢＯＯＴＴＥＲＭサーバーによって記入され、ＳＴＴ３０がすべての続くＩＰメッセージに対して使用するアドレスである。ＣＬＩＥＮＴ＿ＡＤＤＲフィールドは、ＢＯＯＴＴＥＲＭプロトコルによって割り当てられる。これは、ＣＭＣ４０によって割り当てられたＩＰＡであり、すべての続くＩＰメッセージに対してＳＴＴ３０のＩＰＡになる。
【００８５】
３６オクテットＳＰ特定データフィールドは、ＳＴＴ３０にパラメータを提供する。ＣＭＣ４０は、ＴＥＲＭ＿ＴＹＰＥとＲＥＶ＿ＬＥＶＥＬの両方に基づいて、このデータを割り当てる。３６オクテットは、好ましくは、９つの４オクテットレジスターへ分離され、ＳＰ特定データのこの領域は、ページと呼ばれる。上記の如く、最大２５６ページのＳＰ特定データが規定される。ページは、ＢＯＯＴＴＥＲＭペイロードにおけるＰＡＧＥ＿ＳＥＬフィールドを使用して、選択される。
【００８６】
技術における当業者は、これらの技術がまた、それぞれのＳＴＴを専用網により相互通信させるために使用され、その結果、例えば、それぞれの使用者は、いったん確立されたならば、遠隔位置から対話型ビデオゲームにおいて相互にプレイすることを可能にする接続を確立する。
【００８７】
前節において、ＳＴＴ３０とヘッドエンド１１２の間とヘッドエンド１１２とＳＰ２０の間の信号インターフェースが、詳細に記載された。そのような通信システムは、ＳＰ２０とＳＴＴ３０の間のコマンドメッセージの伝送を可能にする情報セッション接続（ＩＳＣ）を確立するために、本発明により設けられ、情報の提示中、顧客の相互作用を可能にする、ムービーオンデマンド、オンラインデータ検索、ホームショッピング、等の真に対話型情報サービスを提供する。本節は、対話型情報サービスの提供のために、ＳＰ２０とＳＴＴ３０の間の対話型情報セッションのための情報セッション接続（ＩＳＣ）を確立及び維持するために、ＣＭＣ４０とＳＰ２０及びＳＴＴ３０の間に送信されるサンプルコマンドメッセージを記載する。次に、これらのメッセージがビデオセッション接続の確立において使用される方法を記載する例が、以下の節Ｅ−Ｇにおいて記載される。
【００８８】
１．ＣＭＣ＜−−＞ＳＴＴコマンド
ＳＴＴセッション開設コマンドは、指定ＳＰ２０とのセッションが確立されることを要求する時、ＳＴＴ３０によって発行される。ＳＰ２０によって要求される開設データは、データ長をＳＰ＿ＤＡＴＡ＿ＬＥＮフィールドに、データをＳＰ＿ＤＡＴＡフィールドに入れることにより、このコマンドにおいて渡される。ＳＰ＿ＤＡＴＡフィールドは、こうして、サービス要求の一部として、付加データをＳＰ２０へ渡す。
【００８９】
ＳＴＴセッション開設確認コマンドは、ＳＴＴセッション開設コマンドに応答して、ＣＭＣ４０からＳＴＴ３０に送信される。確認は、セッション開設がＳＰ２０によって処理された後、発行され、ＳＰ２０が要求を受け取り、要求を処理するために利用可能な資源があるならば、応答フィールドにおいて肯定応答（ＡＣＫ）を含む。ＳＰ２０が要求を拒否するか、又は利用可能な資源が不十分であるならば、否定応答（ＮＡＫ）が、応答フィールドにおいて返される。このコマンドはまた、ＣＭＣ４０が、すべての未来のメッセージにおいてこのセッションを参照するために使用される、要求セッションへ割り当てられたＳＥＳＳＩＯＮ＿ＩＤ識別子を含む。
【００９０】
セッション接続要求コマンドは、現在開設されるセッションへ接続するために、ＳＴＴ３０によって発行される。これは、ＳＴＴ３０が以前に要求したセッションであるか、又はＳＴＴ３０において予規定され、ＳＰ２０によって不断に伝送されている「連続送り」セッションである。このコマンドは、単に、ＳＴＴ３０が接続を要求しているセッションのＩＤを指定するＳＥＳＳＩＯＮ＿ＩＤパラメータを参照することを必要とする。このセッションは、電子プログラム案内又は情報チャンネルの如く、ＳＴＴ３０又は連続送りセッションによって要求されたものである。電子プログラム案内とテキストチャンネルソースに対するデータコントローラは、実施例として、本出願と同一の譲受人に譲渡された、１９９３年６月７日に提出された米国特許出願第０８／０７２，９１１号において記載される。連続送りセッションは、好ましくは、ＳＴＴ３０において格納された予規定ＳＥＳＳＩＯＮ＿ＩＤを有する。
【００９１】
ＳＴＴセッション提供コマンドは、ＳＴＴ３０がセッション接続を要求した後、ＣＭＣ４０によってＳＴＴ３０へ発行される。このコマンドは、セッションへ接続するために、ＳＴＴ３０のために必要な情報を含む。例えば、ＳＴＴセッション提供コマンドは、情報が属するセッションのＩＤを識別するためのＳＥＳＳＩＯＮ＿ＩＤパラメータ、セッションが伝送されている帯域幅の部分（即ち、ＳＴＴ３０がサービスを受信するために同調しなければならない周波数）を識別するＣＨＡＮＮＥＬパラメータ、第４図に関して記載されたＴＤＭＡを設けるためのＴＤＭＡ＿ＣＨＮＬ、ＴＤＭＡ＿ＳＴＡＲＴ、ＴＤＭＡ＿ＣＮＴ、ＴＤＭＡ＿ＤＩＳＴパラメータ、及びサービスが伝送されているＭＰＥＧ−２プログラム番号であるＭＰＥＧ＿ＰＲＯＧパラメータである。
【００９２】
ＳＴＴセッション提供確認コマンドは、ＳＴＴセッション提供コマンドを使用して、ＳＴＴ３０が指示サービスに接続した後、ＳＴＴ３０によって使用される。ＳＥＳＳＩＯＮ＿ＩＤフィールドは、セッションのＩＤを含み、応答フィールドは、ＳＴＴ３０が提供を受け取ったならばＡＣＫを含むが、ＳＴＴ３０が提供を拒否したならば、応答フィールドにおいてＮＡＫが返される。
【００９３】
ＳＴＴ連続セッション開設コマンドは、電子プログラム案内の如く、連続送りセッションに接続したい時、ＳＴＴ３０によって発行される。ＳＰ２０によって必要とされる開設データは、データ長をＳＰ＿ＤＡＴＡ＿ＬＥＮフィールドに、データをＳＰ＿ＤＡＴＡフィールドに入れることにより、このコマンドにおいて渡される。
【００９４】
ＳＴＴセッション切断コマンドは、セッションを終了させることを指示するために、ＳＴＴ３０又はＣＭＣ４０によって発行される。ＳＴＴ３０は、セッションから切断するならば、このコマンドを送信する。ＣＭＣ４０は、ＳＴＴ３０をセッションから切断することを命令するためにコマンドを送信する。セッションが、ＳＴＴ３０が開設したものであるならば、ＣＭＣ４０は、ＳＴＴがセッションが切断されたことを確認する時、ＳＴＴセッション解放コマンド（以下参照）を発行する。
【００９５】
ＳＴＴセッション切断確認コマンドは、ＣＭＣ４０からＳＴＴ３０へ発行されたＳＴＴセッション切断コマンドに応答して、ＳＴＴ３０によって発行される一方、ＳＴＴセッション切断確認コマンドは、ＳＴＴ３０からＣＭＣ４０へ発行されたＳＴＴセッション切断コマンドに応答して、ＣＭＣ４０によって発行される。ＳＥＳＳＩＯＮ＿ＩＤフィールドは、セッションＩＤを含むが、応答フィールドは、ＳＴＴ３０又はＣＭＣ４０がコマンドを受け取ったならば、ＡＣＫを含む。ＳＴＴ３０又はＣＭＣ４０が切断コマンドを拒否するならば、ＮＡＫが、応答フィールドにおいて返される。
【００９６】
ＳＴＴセッション解放コマンドは、セッションを閉設し、そのセッションに対して分配されたすべての資源を解放することを指示するために、ＣＭＣ４０からＳＴＴ３０へ発行される。ＣＭＣ４０は、指示セッションが切断された後、コマンドを送信する。このコマンドは、ＳＴＴ３０によって起動されたセッションに対してのみ発行される。「連続送り」セッションは、ＳＴＴ３０によって閉設されない。
【００９７】
ＳＴＴセッション解放確認コマンドは、ＣＭＣ４０からＳＴＴ３０に発行されたＳＴＴセッション解放コマンドに応答して、ＳＴＴ３０によって発行される。ＳＥＳＳＩＯＮ＿ＩＤフィールドは、セッションＩＤを含むが、応答セッションは、ＳＴＴ３０が解放コマンドを受け取ったならば、ＡＣＫを含み、そしてＳＴＴ３０が解放コマンドを拒否するならば、ＮＡＫが、応答フィールドにおいて返される。
【００９８】
ＳＴＴセッション進行中コマンドは、セッションがなおアクティブであることをＣＭＣ４０に知らせるために、ＳＴＴ３０によって周期的に発行される。このメッセージは、ＳＴＴ３０とＣＭＣ４０の間のリンクがアクティブであるかを判定するＣＭＣ４０によって一種の「ウォッチドッグタイマー」として使用される。このメッセージはまた、性能監視情報とアクティブセッション呼量評価の如く、性能及び課金情報をＣＭＣ４０に送信する。ＣＭＣ４０は、各アクティブセッションに対する最終接触時間レジスターを維持する。その時間が所定のしきい値に達したならば、ＳＴＴ３０が、アウトオブサービスであると仮定され、セッションは閉設される。
【００９９】
ＳＴＴ状態要求コマンドは、ＳＴＴ３０に状態メッセージを伝送するように命令するために、ＣＭＣ４０によって発行される。ＣＭＣ４０は、診断及び保守目的のためにＣＭＣ４０において維持されたいろいろな形式の状態情報を要求する。ＳＴＴ状態メッセージは、こうして、ＳＴＴ状態要求コマンドに応答して、又はＳＴＴ３０が問題を検出したならば無条件に、ＳＴＴ３０によって発行される。
【０１００】
ＳＴＴ再分配ＴＤＭＡスロットコマンドは、ＣＭＣ４０によってＳＴＴ３０へ発行される。このコマンドは、新ＴＤＭＡタイムスロットコンフィギュレーションをＳＴＴ３０へ発行する。しかし、ＳＴＴ３０は、新分配の使用を必ずしも即座に開始するわけではない。第２コマンド、ＳＴＴスイッチＴＤＭＡスロット割り当ては、新割り当ての使用をすべて同時に開始する如く、ネットワークにおけるすべてのＳＴＴ３０へ同報通信されなければならない。このコマンドは、こうして、第４図に関して記載されたＴＤＭＡ＿ＣＨＮＬ、ＴＤＭＡ＿ＳＴＡＲＴ、ＴＤＭＡ＿ＣＮＴ及びＴＤＭＡ＿ＤＩＳＴパラメータを必要とする。
【０１０１】
ＳＴＴ再分配ＴＤＭＡスロット確認コマンドは、ＣＭＣ４０からＳＴＴ３０へ発行されたＳＴＴ再分配ＴＤＭＡスロットコマンドに応答して、ＳＴＴ３０によって発行される。ＳＥＳＳＩＯＮ＿ＩＤフィールドは、セッションＩＤを含み、そして応答フィールドは、ＳＴＴ３０又はＣＭＣ４０が再分配を受け取ったならばＡＣＫを含むが、ＳＴＴ３０又はＣＭＣ４０が再分配を拒否したならば、ＮＡＫが応答フィールドにおいて返される。
【０１０２】
ＳＴＴスイッチＴＤＭＡスロット分配コマンドは、ネットワークにおけるすべてのＳＴＴ３０へ同報通信される。このコマンドは、個別ＳＴＴ３０へ以前に送信された再分配ＴＤＭＡタイムスロットの使用を開始するようにＳＴＴ３０に命令する。上記の如く、このコマンドは、新分配の使用を同時に開始するすべてのＳＴＴ３０への同報通信として送信される。ＳＴＴ３０がこのコマンドを受信する時、それは、新分配を使用する前に、ＴＤＭＡタイムスロットの開始まで待機する。これは、幾つかのＳＴＴ３０がコマンドを受信し、他のＳＴＴ３０の前に新分配の使用を開始する「競合」条件に入らないことを保証することである。
【０１０３】
２．ＳＰ＜−−＞ＣＭＣコマンド
ＳＰセッション開設コマンドは、ＳＴＴ３０がＳＰ２０とのセッションを確立することを要求する時、ＣＭＣ４０からＳＰ２０に送信される。ＳＰ＿ＤＡＴＡパラメータにおいてＳＴＴ３０からＣＭＣ４０へ渡された情報は、このコマンドにおいて渡される。
【０１０４】
ＳＰセッション開設確認コマンドは、ＳＰセッション開設コマンドに応答して、ＳＰ２０からＣＭＣ４０に送信される。応答フィールドがＡＣＫであるならば、ＳＰ２０がデータをデジタル網１２８へ入力するために使用するＵＮＩＳＯＮ−１入力チャンネル（ＩＮＰＵＴ＿ＣＨＮＬ）、サービスに対する必要データレート（ＤＡＴＡＲＡＴＥ）、サービスに対するＭＰＥＧ−２システムトランスポートＰＩＤの必要数（ＰＩＤ＿ＣＮＴ）、ＴＤＭＡタイムスロットの必要数（ＴＤＭＡ＿ＣＮＴ）が、ＣＭＣ４０へ返され、その結果、ＣＭＣ４０は、必要な資源を分配する。ＣＭＣ４０は、逆方向信号パスにおいてＴＤＭＡ＿ＣＮＴパラメータによって少なくとも指定されたタイムスロット数を分配しようと試行する。しかし、全体システム負荷により、必要ならば、より小さな数が分配される。この数がゼロであるならば、ＣＭＣ４０は、現システム負荷に基づいて、ＴＤＭＡタイムスロット数をサービスに分配する。
【０１０５】
ＳＰセッション提供コマンドは、指示サービスに対してデマルチプレクサー／変調器５０における帯域幅を分配した後、ＣＭＣ４０によって発行される。このコマンドは、ＳＰ２０がサービスを搬送するために使用する、ＭＰＥＧ−２システムトランスポートＰＩＤとＭＰＥＧ−２プログラム番号を含む。このコマンドはまた、ＣＭＣ４０がサービスの伝送を予期しているＵＮＩＳＯＮ−１入力チャンネルを指定するＩＮＰＵＴ＿ＣＨＮＬパラメータを含む。ＳＰ２０がこのサービスを伝達するために使用するＭＰＥＧ−２プログラム番号（ＭＰＥＧ−ＰＲＯＧ）、このサービス（ＰＩＤ＿ＣＮＴ）に割り当てられたＭＰＥＧ−２システムトランスポートＰＩＤの数、及びこのサービスに割り当てられたＭＰＥＧ−２システムトランスポートＰＩＤのリスト（ＰＩＤ＿１〜ＰＩＤ＿ｎ）がまた、このコマンドにより渡される。
【０１０６】
ＳＰセッション提供確認コマンドは、ＳＰセッション提供コマンドに応答して、ＳＰ２０からＣＭＣ４０に送信される。応答フィールドは、ＳＴＴ３０又はＣＭＣ４０が提供を受け取ったならばＡＣＫを含むが、ＳＴＴ３０又はＣＭＣ４０が提供を拒否したならば、ＮＡＫが応答フィールドにおいて返される。ＡＣＫ応答は、ＳＰ２０がサービスをセットアップし、回路に接続されたことを意味する。このコマンドの受信により、ＣＭＣ４０は、ＳＴＴ３０をサービスに接続させるＳＴＴセットアップ確認コマンドをＳＴＴ３０へ発行する。
【０１０７】
ＳＰ連続セッション開設コマンドは、データサービス又は電子プログラム案内が使用される時の如く、「連続送り」セッションを開設するために、ＳＰ２０からＣＭＣ４０に送信される。これらの形式のセッションは、常に走っており、サービス提供者端においてネットワークに接続される。ＳＴＴ３０は、ＳＴＴ連続セッション開設コマンドをＣＭＣ４０に送信することにより、任意の時点においてこれらのセッションに接続する。このコマンドは、要求ＵＮＩＳＯＮ−１入力チャンネル（ＩＮＰＵＴ＿ＣＨＮＬ）、要求データレート（ＤＡＴＡＲＡＴＥ）、ＭＰＥＧ＿２システムトランスポートＰＩＤの必要数（ＰＩＤ＿ＣＮＴ）、及びＴＤＭＡタイムスロットの必要数（ＴＤＭＡ＿ＣＮＴ）を指定しなければならない。
【０１０８】
ＳＰセッション接続要求コマンドは、ＳＴＴ３０がサービスへの接続を要求する時、ＣＭＣ４０からＳＰ２０へ送信される。
ＳＰセッション接続確認コマンドは、ＳＰセッション接続要求コマンドに応答して、ＳＰ２０からＣＭＣ４０へ送信される。応答フィールドは、ＳＰ２０が接続を受け取ったならばＡＣＫを含むが、ＳＰ２０が接続を拒否したならば、ＮＡＫが応答フィールドにおいて返される。
【０１０９】
ＳＰセッション切断コマンドは、セッションを終了させることを指示するために、ＳＰ２０又はＣＭＣ４０によって発行される。ＳＰ２０は、セッションから切断されるならば、このコマンドを送信するが、ＣＭＣ４０は、ＳＰ２０にセッションから切断することを命令するためにこのコマンドを送信する。
【０１１０】
ＳＰセッション切断確認コマンドは、ＳＰセッション切断コマンドに応答して、送信される。ＣＭＣ４０が要求を発行したならば、肯定応答が、ＳＰ２０からＣＭＣ４０に送信される。しかし、ＳＰ２０が要求を発行したならば、肯定応答が、ＣＭＣ４０からＳＰ２０へ送信される。応答フィールドは、ＳＴＴ３０又はＣＭＣ４０が切断要求を受け取ったならば、ＡＣＫを含むが、ＳＴＴ３０又はＣＭＣ４０が切断要求を拒否するならば、ＮＡＫが、応答フィールドにおいて返される。
【０１１１】
ＳＰセッション解放コマンドは、セッションを閉設し、そのセッションに対して分配されたすべての資源を解放することを指示するために、ＣＭＣ４０からＳＰ２０へ発行される。ＣＭＣ４０は、指示セッションが切断された後、ＳＰ２０へこのコマンドを送信する。
【０１１２】
ＳＰセッション解放確認コマンドは、ＳＰセッション解放コマンドに応答して、ＳＰ２０によってＣＭＣ４０へ送信される。応答セッションは、ＳＰ２０が解放要求を受け取ったならば、ＡＣＫを含み、そしてＳＰ２０が解放要求を拒否するならば、ＮＡＫが、応答フィールドにおいて返される。
【０１１３】
ＳＰセッション進行中コマンドは、セッションがなおアクティブであることをＣＭＣ４０に知らせるために、ＳＰ２０によって周期的に発行される。このメッセージは、ＳＰ２０とＳＴＴ３０の間のリンクがアクティブであるかを判定するＣＭＣ４０によって一種の「ウォッチドッグタイマー」として使用される。ＣＭＣ４０は、各アクティブサービスに対する最終接触時間レジスターを維持し、その時間が所定のしきい値に達したならば、ＳＰ２０は、アウトオブサービスであると仮定され、セッションは閉設される。
【０１１４】
ＳＴＴ状態要求コマンドは、ＳＰ２０に状態メッセージを伝送するように命令するために、ＣＭＣ４０によって発行される。ＣＭＣ４０は、診断及び保守目的のためにＣＭＣ４０において維持されたいろいろな形式の状態情報を要求する。ＳＰ状態コマンドは、ＳＰ状態要求コマンドに応答して、又はＳＰ２０が問題を検出したならば無条件に、ＳＰ２０によって発行される。
【０１１５】
３．ＳＴＴ＜−−＞ＳＰコマンド
ＳＴＴ通過メッセージコマンドは、ＳＴＴ３０におけるセッションからＳＰ２０に直接にメッセージを送信するために使用される。このコマンドは、メッセージ長パラメータ（ＭＥＳＳＡＧＥ＿ＬＥＮ）とメッセージの本体（ＭＥＳＳＡＧＥ）を含む。このメッセージは特定セッションに固有である為ために、このメッセージに対して肯定応答はない。
【０１１６】
ＳＰパススルーメッセージコマンドは、ＳＰ２０からＳＴＴ３０におけるセッションへメッセージを送信するために使用される。このコマンドはまた、ＭＥＳＳＡＧＥ＿ＬＥＮ及びＭＥＳＳＡＧＥパラメータを含み、肯定応答を必要としない。
【０１１７】
ＳＴＴ同報通信メッセージコマンドは、パラメータＭＥＳＳＡＧＥ＿ＬＥＮ及びＭＥＳＳＡＧＥによりＣＭＣ４０からＳＴＴ３０の全個体へ同報通信される。このメッセージに対して肯定応答はない。
【０１１８】
ＳＰ同報通信メッセージコマンドは、ＳＰ２０からＣＭＣ４０に送信され、それは、ＳＴＴ同報通信メッセージコマンドを使用して、ＳＴＴ３０の全個体へ同報通信される。このメッセージに対しても肯定応答はない。
【０１１９】
ＳＴＴ手順誤りコマンドは、処理誤りが発生したことを指示するために、ＳＴＴ３０とＣＭＣ４０の間で送信される。手順誤りに対する理由は、状態符号フィールド（ＳＴＡＴ＿ＣＯＤＥ）において返される。
【０１２０】
ＳＰ手順誤りコマンドは、処理誤りが発生したことを指示するために、ＳＰ２０とＣＭＣ４０の間で送信され、手順誤りに対する理由は、ＳＴＡＴ＿ＣＯＤＥフィールドにおいて返される。
【０１２１】
もちろん、他のコマンド及びメッセージも、ここで与えられた説明に従う方法において技術における当業者によって使用される。
【０１２２】
Ｅ．ＣＭＣ＜−−＞ＳＴＴセッション管理
ビデオセッション接続を確立するために、ＣＭＣ４０とＳＴＴ３０の間で伝送される上記の形式のセッション管理メッセージは、３つの項類に分かれる。即ち、セッション開設コマンド、セッション閉設コマンド及びセッション状態コマンドである。ＳＴＴ３０が、セッションを要求する時、ＳＴＴセッション開設コマンドが、ＳＴＴ３０によって発行される。このコマンドは、サービスが確立され、そのサービスへのパスが分配されることを要求する。サービスが分配された時、ＳＴＴ３０は、ＳＴＴセッション接続要求コマンドをＣＭＣ４０へ発行し、ＳＴＴ３０をセッションへ接続させるセッションパラメータをＣＭＣ４０から得る。第１１図は、そのようなＳＴＴ３０の起動セッション開設中、発生する事象シーケンスを示す。
【０１２３】
第１１図に示された如く、段階１において、ＳＴＴ３０は、ＳＴＴセッション開設コマンドをＣＭＣ４０へ送信する。段階２において、ＣＭＣ４０は、ＳＰセッション開設コマンドをＳＰ２０へ送信する。段階３において、ＳＰ２０は、要求が処理されるかを判定し、そして応答がＡＣＫであるならば、ＳＰ２０は、必要なデータレート、ＭＰＥＧ−２システムトランスポートＰＩＤの数、所望のＵＮＩＳＯＮ−１入力チャンネル、及び所望数のＴＤＭＡタイムスロットを含むＳＰセッション開設確認コマンドをＣＭＣ４０へ返す。他方、応答が、段階３においてＮＡＫであるならば、ＮＡＫ応答が、ＳＴＴセッション開設確認コマンドにおいてＳＴＴ３０へ送信され、開設シーケンスは終了する。
【０１２４】
段階４において、ＣＭＣ４０は、新サービスに対するデマルチプレクサー／変調器５０の出力帯域幅の部分を分配し、ＭＰＥＧ−２システムトランスポートＰＩＤの必要数とＭＰＥＧ−２プログラム番号をサービスへ割り当てる。それから、セッションのために使用されるＭＰＥＧ−２プログラム番号とＭＰＥＧ−２システムトランスポートＰＩＤとともに、ＣＭＣ４０がプログラムの入力を予期しているＵＮＩＳＯＮ−１入力チャンネルを含むＳＰセッション提供コマンドが、段階４において、ＳＰ２０へ送信される。それから、段階５において、ＳＰ２０は、ネットワークに接続され、ＳＰ２０がネットワークに接続され、サービスがアクティブであることを指示するＳＰセッション提供確認コマンドを、ＣＭＣ４０へ送信する。段階６において、ＣＭＣ４０は、ＳＴＴセッション開設確認コマンドをＳＴＴ３０に送信し、要求サービスが今利用可能であることをＳＴＴ３０に知らせる。
【０１２５】
段階７において、ＳＴＴ３０は、ＳＴＴセッション接続要求コマンドを、サービスのセッションＩＤとともにＣＭＣ４０へ発行する。段階８において、ＣＭＣ４０は、ＳＰセッション接続要求コマンドをＳＰ２０へ送信する。段階９において、ＳＰ２０は、ＳＰセッション接続確認コマンドをＣＭＣ４０に返信する。段階１０において、ＣＭＣ４０は、逆方向チャンネルにおけるＴＤＭＡタイムスロット数をサービスに割り当て、サービスのチャンネル周波数、ＴＤＭＡ分配、及びサービスが伝送されているＭＰＥＧ−２プログラム番号を含むＳＴＴセッション提供コマンドをＳＴＴ３０へ発行する。最後に、段階１１において、ＳＴＴ３０は、提供パラメータを使用して、サービスに接続し、セッションが今確立されたことをＣＭＣ４０に知らせるために、段階１２において、ＣＭＣ４０にＳＴＴセッション提供確認コマンドを送信する。
【０１２６】
発明によるビデオセッション接続は、今、確立され、顧客は、高速転送、休止、巻戻し、及び他の対話型コマンドを、現在その顧客に提示されているプログラムを提供しているＳＰ２０に送信する。
【０１２７】
セッション（ビデオセッション接続）が確立された後、それは、セッション切断及びセッション閉設コマンドを使用して終了される。セッション閉設は、ＳＴＴ３０又はＣＭＣ４０のいずれかによって起動される。しかし、ＳＴＴ３０によって開設されたセッションのみが、閉設される。ＳＰ２０によって確立された連続送りセッションは、ＳＰ２０によって閉設されなければならない。第１２図は、ＳＴＴ３０起動セッション閉設中発生する事象シーケンスを記載する。
【０１２８】
第１２図に示された如く、段階１において、ＳＴＴ３０は、ＳＴＴセッション切断コマンドをＣＭＣ４０に送信する。段階２において、ＣＭＣ４０は、ＳＰセッション切断コマンドをＳＰ２０に送信し、段階３においてＳＰ２０は、ＳＰセッション切断確認コマンドをＣＭＣ４０に返信する。段階４において、ＣＭＣ４０は、ＳＴＴセッション切断確認コマンドをＳＴＴ３０に送信する（段階５）。段階４において、ＣＭＣ４０はまた、ＳＴＴセッション解放コマンドをＳＴＴ３０に送信し、ＳＰセッション解放コマンドをＳＰ２０に送信する。段階６において、ＳＴＴ３０は、ＳＴＴセッション解放確認コマンドをＣＭＣ４０へ送信し、段階７において、ＳＰ２０は、ＳＰセッション解放確認コマンドをＣＭＣ４０へ送信する。この点において、セッションが終了され、従って、段階８において、ＣＭＣ４０は、デマルチプレクサー／変調器５０における帯域幅の分配を解除し、逆方向チャンネルにおけるＴＤＭＡタイムスロットを解放する。ＳＴＴセッション解放コマンドは、そのセッションに対して分配されたＴＤＭＡタイムスロットを自動的に解放するために、ＴＤＭＡタイムスロットを解放するための暫定的なＴＤＭＡコマンドをＳＴＴ３０へ送信する必要はない。
【０１２９】
上記の如く、セッション（及びビデオセッション接続）が確立された後、ＣＭＣ４０は、ＳＴＴ３０がそのセッションに対して使用しているＴＤＭＡタイムスロットを動的に再分配する。そのような場合に、ＣＭＣ４０は、ＳＴＴ再分配ＴＤＭＡスロットコマンドをＳＴＴ３０へ送信する。ＳＴＴ３０は、新ＴＤＭＡタイムスロット割り当てを格納するが、それらを使用することを開始しない。ＳＴＴ３０は、ＳＴＴ再割り当てＴＤＭＡスロット確認コマンドをＣＭＣ４０に送信する。ＴＤＭＡタイムスロットがすべてのＳＴＴ３０において再割り当てされた後、ＣＭＣ４０は、ＳＴＴスイッチＴＤＭＡスロット分配コマンドを、次のＴＤＭＡサイクルの始めにおいて新タイムスロット分配を使用することを開始するＳＴＴ３０の全個体へ同報通信する。
【０１３０】
上記のコマンドを使用するＣＭＣ４０とＳＴＴ３０の間の他のトランザクションは、技術における当業者には明らかになるであろう。
【０１３１】
Ｆ．ＣＭＣ＜−−＞ＳＰセッション管理
ＣＭＣ４０＜−−＞ＳＰ２０セッション管理はまた、３つの項類に分かれる。即ち、セッション開設コマンド、セッション閉設コマンド及びセッション状態コマンドである。ＳＰ２０は、ＳＴＴ３０から要求を受信することなく、「連続送り」セッションを開設する。ＳＰ２０は、任意の数のＳＴＴ３０を、これらの連続送りセッションと接続させるが、ＳＰ２０のみが、これらのセッションを閉設させる。第１３図は、ＳＰ２０による連続送りセッションの開設中発生する事象シーケンスを示す。
【０１３２】
第１３図に示された如く、段階１において、ＳＰ２０は、セッションＩＤ（連続送りセッションに対するＩＤの規定範囲にある）、必要なデータレート、セッションに対して必要とされたＭＰＥＧ−２システムトランスポートＰＩＤの数、所望のＵＮＩＳＯＮ−１入力チャンネル、及びセッションに接続された各ＳＴＴに対する所望数のＴＤＭＡタイムスロットを含むＳＰ連続セッション開設コマンドをＣＭＣ４０に送信する。段階２において、ＣＭＣ４０は、新サービスに対するデマルチプレクサー／変調器５０の出力帯域幅の部分を分配し、ＭＰＥＧ−２システムトランスポートＰＩＤの必要数とＭＰＥＧ−２プログラム番号をサービスへ割り当てる。それから、セッションのために使用されるＭＰＥＧ−２システムトランスポートＰＩＤ、ＭＰＥＧ−２プログラム番号、及びＵＮＩＳＯＮ−１入力チャンネルを含むＳＰセッション提供コマンドが、ＣＭＣ４０からＳＰ２０へ送信される。しかし、ＣＭＣ４０が、要求ＵＮＩＳＯＮ−１入力チャンネルを使用して資源を分配することができないならば、それは、代替的なＵＮＩＳＯＮ−１入力チャンネルを使用して、サービスを分配することを試みる。その時、この分配が良好であるならば、代替的なＵＮＩＳＯＮ−１入力チャンネルが、ＳＰセッション提供コマンドにおいてＳＰ２０へ返される。ＳＰ２０が、この代替的なＵＮＩＳＯＮ−１入力チャンネルを受け取ることができないならば、セッションは、閉設される。段階３において、ＳＰ２０は、ネットワークに接続し、ＳＰ２０がネットワークに接続され、サービスが利用可能であることを指示するＳＰセッション提供確認コマンドをＣＭＣ４０へ送信する。この時、セッションＩＤが、サービスに接続することを望む任意の数のＳＴＴ３０に利用可能である。
【０１３３】
ＳＴＴ３０が、連続送りサービスに接続することを望む時、それは、段階５において、ＳＴＴ連続セッション開設コマンドをＣＭＣ４０に送信する。段階６において、ＣＭＣ４０は、ＳＰセッション開設コマンドをＳＰ２０に送信し、セッションＩＤはゼロにセットされる。ＳＰ２０は、段階７において、ＳＰセッション開設確認コマンドをＣＭＣ４０に返信する。ＳＥＳＳＩＯＮ＿ＩＤ及び応答フィールドのみは、ＳＰ２０が、連続送りセッションに対するＳＴＴ連続セッション開設コマンドを確認する時、値を有する。段階８において、ＣＭＣ４０は、ＳＰ２０からの応答を含むＳＴＴセッション開設確認コマンドを、ＳＴＴ３０に返信する。応答がＡＣＫであるならば、ＳＴＴ３０は、接続シーケンスを続けさせられる。しかし、応答がＮＡＫであるならば、要求は、否定され、シーケンスが終了される。
【０１３４】
段階９において、ＳＴＴ３０は、ＳＴＴセッション接続要求メッセージをＣＭＣ４０へ送信する。段階１０において、ＣＭＣ４０は、ＳＰセッション接続要求コマンドをＳＰ２０へ送信する。段階１１において、ＳＰ２０は、ＳＰセッション接続確認コマンドをＣＭＣ４０に返信する。段階１２において、ＣＭＣ４０は、セッションに対するＴＤＭＡタイムスロットを分配し、ＳＴＴ３０がサービスに接続するために必要とする周波数、ＴＤＭＡ分配及びＭＰＥＧ−２プログラム番号を含むＳＴＴセッション提供コマンドをＳＴＴ３０へ送信する。段階１３において、ＳＴＴ３０は、ＳＴＴセッション提供確認コマンドをＣＭＣ４０へ送信する。応答が肯定であるならば、セッションが、段階１４において確立され、逆方向信号パスを使用して、すべての一層の通信が、ＳＴＴ３０とＳＰ２０の間に直接に送信される。連続送りセッションは、ＳＴＴ３０によって受信される。
【０１３５】
連続送りセッションが確立された後、それは、セッション閉設コマンドを使用して終了される。上記の如く、ＳＰセッション切断コマンドは、ＳＰ２０又はＣＭＣ４０のいずれかにより起動される。第１４図は、ＳＰ２０起動セッション閉設中発生する事象シーケンスを示す。
【０１３６】
第１４図に示された如く、段階１において、ＳＰ２０は、ＳＰセッション切断コマンドをＣＭＣ４０に送信する。段階２において、ＣＭＣ４０は、ＳＴＴセッション切断コマンドをＳＴＴ３０に送信する（段階３）。連続送り応用の場合に、ＳＴＴセッション切断コマンドが、セッションに現在接続されたすべてのＳＴＴ３０に送信される。それから、各ＳＴＴ３０は、段階４において、ＳＴＴセッション切断確認コマンドをＣＭＣ４０に返信し、そしてＣＭＣ４０は、ＳＰセッション切断確認コマンドをＳＰ２０に送信する（段階５）。それから、閉設セッションが、段階４において継続する。それから、ＣＭＣ４０は、ＳＴＴセッション解放コマンドをＳＴＴ３０に送信し、ＳＰセッション解放コマンドをＳＰ２０に送信する。段階６において、ＳＴＴ３０は、ＳＴＴセッション解放確認コマンドをＣＭＣ４０に送信し、そして段階７において、ＳＰ２０はまた、ＳＰセッション解放確認コマンドをＣＭＣ４０に送信する。この点において、セッションが終了された。ＣＭＣ４０は、段階８において、デマルチプレクサー／変調器５０における帯域幅の分配を解除し、逆方向パスにおけるＴＤＭＡタイムスロットを解放する。
【０１３７】
Ｇ．パススルー及び同報通信メッセージ
セッション（ビデオセッション接続）が確立された後、ＳＴＴ３０とＳＰ２０は、パススルーメッセージコマンドを使用して、それらの間で通信する。これらのコマンドは、ＣＭＣ４０の介入なしに、コマンドのメッセージ部分をセッションの他端へ伝える。パススルーメッセージは、いずれかの方向において送信される。例えば、ＳＴＴパススルーメッセージコマンドは、ＣＭＣ４０をバイパスし、ＳＰ２０へ直接に経路選択され、ＳＥＳＳＩＯＮ＿ＩＤによって指示されたサービスへメッセージを経路選択する。他方、ＳＰパススルーメッセージコマンドは、ＳＰ２０によって起動され、そしてまた、ＣＭＣ４０をバイパスし、ＳＴＴ３０へ直接に経路選択される。
【０１３８】
同報通信メッセージコマンドが、ＳＴＴ３０の全個体又は個別ＳＴＴ３０への送信のためにＳＰ２０によって起動される時、ＳＰ２０は、ＳＰ同報通信メッセージコマンドをＣＭＣ４０に送信する。それから、ＣＭＣ４０は、ＳＴＴ同報通信メッセージコマンドを使用して、メッセージヘッダーにおけるインターネットプロトコルアドレスによって指示されたＳＴＴ３０へメッセージを再同報通信する。インターネットプロトコルアドレスは、個別ＳＴＴ３０アドレスであるか、又はＳＴＴ３０の全個体へメッセージを送信させるクラスＣ同報通信アドレスである。
【０１３９】
技術における当業者は、発明への多数の修正が、発明の範囲内で可能であることを容易に認めるであろう。例えば、ここで記載された技術は、ビデオサービス情報の提供に限定されない。ＣＤ−ＲＯＭライブラリ、デジタル音声、対話型ビデオゲーム（使用者対使用者）、長距離学習、等の他の形式のデジタル情報が、ここで記載されたパケットベースデジタル網技術を使用してアクセスされ、この場合、個別プログラムＩＤ（ＰＩＤ）を有する様々のサービスが、各個のチャンネルを介して、圧縮ビデオパケット及び同等物を搬送するために適合されたデジタル網へ接続された様々な使用者に送信される。取得データは、テレビジョンにおいて表示され、ステレオシステムで同報通信され、ＣＲＴにおいて表示され、又は他の公知な方式で要求者へ提示される。もちろん、従来の意味におけるビデオヘッドエンドは、必要とされない。代わりに、接続管理コントローラ４０が、ここで記載された技術による通信を確立するために中央情報点において設けられる。後続の通信は、他の公知の通信プロトコルと種々の変調スキームに準拠する。従って、発明の範囲は、上記の好ましい実施態様によって限定されず、添付のクレイムのみにより限定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【０１４０】
【図１】発明の技術によるセットトップ端末へのデジタル情報データ流れのための単向パスとともに、セットトップ端末とサービス提供者の間の双方向通信を確立及び維持する対話型デジタル情報サービス網の一般ブロック図
【図２】発明の技術により顧客に対話型デジタル情報サービスを提供するためのデジタル情報分布システムの一般ブロック図
【図３】発明のデジタル情報分布システムに顧客のセットトップ端末を接続する６５０ＭＨｚ同軸ケーブルにおいて利用される周波数スペクトルの好ましい分配を示す図
【図４】発明の技術によるＴＤＭＡスロット分配を使用して、顧客のセットトップ端末が上流サービス提供者と通信する方法の例を示す図
【図５】発明の順方向及び逆方向パス信号インターフェースによる伝送のためにメッセージセルへインターネットプロトコル（ＩＰ）パケットを写像するために使用された方法を示す図
【図６】発明による情報サービスデータの単向伝送のためのＵＮＩＳＯＮ−１同期伝達信号レベル３連接（ＳＴＳ−３ｃ）フレーム構造を示す図
【図７】第６図のＵＮＩＳＯＮ−１  ＳＴＳ−３ｃフレーム構造において使用された伝達オーバーヘッド構造を示す図
【図８】第６図のＵＮＩＳＯＮ−１  ＳＴＳ−３ｃフレーム構造により、サービス提供者からヘッドエンドへＭＰＥＧ−２システム伝達パケットを伝送するために使用された同期ペイロードエンベロープ（ＳＰＥ）構造を示す図
【図９】ヘッドエンド１１２からＳＴＴ３０にＭＰＥＧ−２システム伝達パケットを伝送するために使用された多重レート伝達（ＭＲＴ）フレーム構造を示す図
【図１０】物理アドレス対ＩＰアドレス（ＩＰＡ）アドレス導出に対するＢＯＯＴＴＥＲＭメッセージパケットのフォーマットを示す図
【図１１】顧客のセットトップ端末によって起動されたセッション開設中発生する事象シーケンスを示す図
【図１２】顧客のセットトップ端末によって起動されたセッション閉設中発生する事象シーケンスを示す図
【図１３】サービス提供者によって確立された連続送りセッション開設中発生する事象シーケンスを示す図
【図１４】サービス提供者によって起動されたセッション閉設中発生する事象シーケンスを示す図
【図１】
2006311605.tif 000003
【図２】
2006311605.tif 000004
【図３】
2006311605.tif 000005
【図４】
2006311605.tif 000006
【図５】
2006311605.tif 000007
【図６】
2006311605.tif 000008
【図７】
2006311605.tif 000009
【図８】
2006311605.tif 000010
【図９】
2006311605.tif 000011
【図１０】
2006311605.tif 000012
【図１１】
2006311605.tif 000013
【図１２】
2006311605.tif 000014
【図１３】
2006311605.tif 000015
【図１４】
2006311605.tif 000016